基于动力排水固结法加固软粘土的室内试验研究及土的微观结构分析

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1、武汉科技大学硕士学位论文动力排水固结法加固软粘土的室内试验研究及土的微观结构分析姓名：许孝祖申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：雷学文20070510武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要越来越多的理论研究及成功的工程实例表明，如果处理得当，采用动力排水固结法加固软粘土地基，可以达到预期的加固效果。一般而言，这一方法具有效果好、工期短、投资省等优点。然而，由于软粘土的特殊性和复杂性，加之该方法应用时间并不长，目前应用这项技术处理软粘土地基仍停留在经验积累阶段，尚无成熟的理论和设计计算方法。因此，开展动力排水固结法的试验研究

2、，探寻该法的合理施工工艺，对提高该技术应用水平具有重要意义。同时，土体工程性质在很大程度上受微观结构状态的影响，任何复杂的物理力学性状都是其微观结构特性及其变化的综合体现。要想揭示物理力学行为的本质，必须掌握土体在受力前后其微观结构的变化规律。本文利用室内试验手段，对动力捧水固结法加固软土地基的施工工艺以及其土体微观结构变形特性进行了分析。主要工作包括：1．确定试验方法。提出了室内动力固结试验装置的设计思路，并验证了改造后的动力固结装置模拟现场动力排水固结施工的可行性。在室内试验的基础上，通过对夯击过程中孔隙水压力和轴向变形

3、两方面的变化以及动力固结后土体强度的增长情况进行对比分析，提出了夯击的最佳夯击能、锤重与落距组合、夯击遍数以及能量施加顺序等施工参数的确定方法．2．对夯击前后土体微观图像进行分析，获取其孔隙的主要参数，对比其变化。通过液氮冷冻干燥制样技术制备软土试样，借助扫描电子显微镜技术，得到经室内动力排水固结前后土体的微观结构图像，用眦TLAB语言编程，计算得到其微观结构参数，初步分析了在动力排水固结前后土体微观结构发生的变化．3．引入分形几何理论，应用小岛法分析了土体孔隙的分形特征．土体水平垂直两断面的孔隙均具有分形特征，其分形维数介

4、于1—2之间，经夯击，两者的分形维数均减小。4．对本文的工作进行总结，并对今后的研究工作进行展望。关键词：动力捧水固结法，软粘土，室内试验，扫描电镜，微观结构，分形第Ⅱ页武汉科技大学硕士学位论文AbstractMoreandmoretheoreticalstudyandsuccessfulengineeringappficationexamplesindicatiedthatthemethodofdynamicconsolidationbydrainage(MDCD)forimpmvingsoftclayfoundation

5、canachievedtheanticipativeeffectinpropertreatment．Usuallythismethodhasthefollowingadvantages：constructionperiodisshort,thecostissave，thetreatmenteffectisgood．However,becauseofthesoftclay’scomplexityandspecificity,andthismethodisappliedtoapplicationveryfast,anditisa

6、ttheexperienceaccumulationstagenow,ithasbeencarriedOutwithoutanyguidanceofmaturetheoryOrdesigncalculationalmethods．Therefore，carryingOntheexperimentalstudyontheMDCD,exploringitsrationalconstructiontechnologyisofgreatimportance．Meanwhile，theengineeringcharacteristic

7、sofsoilageinfluencedgreatlybyitsmicrostmc-ture，anycomplexphysicalandmechanicalpropertiesofsoilarethecomprehensivereflectionofits蜘cturecharacteristicsandtheirchanges．Revealingtheessentialofthephysicalandmechanicalbehavioarofsoilne％d$tomasterthechangeregulationofitsm

8、icrostructurebeforeandafterloading．TheconstructiontechnologyofsoftclayfoundationimprovementbyMDCDandthesoftclaymicrostmcturedeformationcharaoeris