浅谈上覆硬壳层软土地基的工程特性试验研究及数值分析

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文上覆硬壳层软土地基的工程特性试验研究及数值分析培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程岩土工程梁永辉周健教授二Oo七年三月摘要在我国沿海及内陆平原地区，工程建设中经常遇到软土地基上部覆盖有一层工程性质较好的硬壳层的情况。该层土具有较高的强度和较低的压缩性，如果加以合理地利用，将会极大的节省工程造价。然而，目前对硬壳层的作用机理以及承载变形等工程特性还没有较为系统、深入的研究，因此工程上往往忽视硬壳层的作用，造成浪费。为此，本文采取室内模型试

2、验和数值分析的手段对硬壳层地基的应力分布、承载变形、固结沉降等工程特性进行了较为系统的初步研究。本文首先采用有限元方法对硬壳层地基的应力分布特性进行了研究，得出了硬壳层的厚度、加载宽度、硬壳层的刚度、泊松比等不同参数对地基应力分布的影响规律；接着采用室内正交模型试验手段并结合弹塑性有限元程序研究了硬壳层地基的承载变形过程以及不同参数对地基承载力及破坏模式的影响，得出了一些定性和定量的结论。另外，国内外关于硬壳层对地基固结沉降特性的影响研究较少，因此本文采用非线性分析功能强大的通用有限元软件ABAQ

3、US建立了硬壳层地基的剑桥模型弹塑性固液耦合分析模型，并考虑了材料非线性的影响，在此基础上对该问题进行初步的分析，总结了一些硬壳层对地基长期固结沉降特性的影响规律和作用机理。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词：硬壳层地基，室内模型试验，有限元，应力分布特性，承载变形，破坏模式，固结沉降，作用机理AbstractABSTRAeTDuringtheconstructioninchineselitto脚andinlandareas，itwasalwaysfoundthattherebee

4、nonelayerofcrustwithhigherstrengthandlowercompressionuponthesoftclay．Ifthislayerofcrustcallbereasonablyused，itwillgreatlydecreasetheprojectcost．However,theworkingmechanism"ofcrustanditsloadwdeformationfeaturehasnotyetbeenstudieddeeplyandsystematically

5、。Intherealprojects，thefunctionofcrustwasalwaysignored，andSOcausedgreatwaste，So，inthispaper,theengineeringfeaturesofstressdistribution、load·deformation、consolidationsettlementandSOall，willbeanalyzedsystematicallybYmeansofindoormodeltestsandnumericalstu

6、dy．Atfirst,thestressdistributioncharacteristicofsubsoilwithuppercrustwasstudiedbyFEMmethod．Andtheeffectsofdifferentparameters(thethicknessofcrust、loadingwidth、rigidnessofcrustandPoisson’Sratio)onstressdistributionweregained．Then，asetoforthogonalindoor

7、modeltestswerecarriedout，andalsoelasto--plasticanalysisbYFEMwasperformedtostudytheload-·bearingmad●deformationfeaturesofthiskindofsubsoilandtheeffectsofdifferentparametersonitsfailure、mode，andsomequalitativeandquantitativeconclusionwereachieved．Inaddi

8、tion，effectsofcrustonsoilconsolidationsettlementwereseldomstudiedbydomesticandabroadresearchers。Inthisresearchproject，anonedimensionalfiniteelementmodelandalsoaplanestrainfiniteelementmodelwasdevelopedinABAQUSprogramtoanalyzetheconsolidationse