深厚覆盖层释水变形理论与工程应用-河海大学科技处.doc

《深厚覆盖层释水变形理论与工程应用-河海大学科技处.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、项目名称深厚覆盖层释水变形理论与工程应用推荐单位（专家）河海大学项目简介本项目属于地学领域中的水文地质学领域。近年来，深厚覆盖层变形沉降导致工程安全事故频发，造成了重大的人员伤亡、经济损失和社会影响。我国第四系深厚覆盖层分布广泛，特别是在冲积平原地区（如长江三角洲、珠江三角洲等），覆盖层多发育软土且含水量丰富；构筑于深厚覆盖层之上的建筑物的安全很大程度上取决于地层变形及其稳定性。深厚覆盖层在释水条件下的变形理论及其对工程安全的控制技术理论研究远落后于工程实践，仍有许多理论和技术问题有待深入研究。如何准确预测释水过程中地层的分层变形规律，获取地层水力-变形物理参数，提出大型

2、工程中地层沉降控制技术并通过监测验证，是保证工程稳定与安全的关键技术难题。针对上述技术难题，项目结合重大工程自1998年起开展了十余年技术攻关研究，取得了系列创新性成果。基于深厚覆盖层土体和地下水之间相互作用的内在机理，在实验研究和理论分析的基础上提出了饱和软土释水-变形的控制单元体（CEV）和变形单元体（DEV）的概念，提出了饱和软土释水-变形概念模型，揭示了饱和软土释水-变形之间的内在规律和传导系数与固结系数之间的关系。针对多级加载条件下含竖向排水体土层轴对称固结完整的支配方程，综合考虑井阻作用、井壁土体的压缩、以及土层附加应力沿深度任意分布，提出了水平排水条件下饱和

3、软土孔压-固结解。提出了可同时确定传导系数与固结系数等渗流、变形系列参数的流量衰减测试技术与方法和累积变形测试技术与方法，提出了现场获取深厚覆盖层水文地质参数的分层振荡试验技术。研发了一种可解决水平透水层的厚度、长度等参数对上下两侧软土层排水固结程度的定量评价问题平面应变固结的试验装置，获得透水层几何及渗透参数对饱和软土固结的影响及软土渗透和固结参数。基于非完整井流理论和渗透变形理论，提出了深厚覆盖层中大型沉井基础施工的注水助沉和纠偏技术、降水进度与施工进度相匹配的工序降水理论和基础施工中阻-排组合的地下水安全控制技术；建立了基于沉降变形约束的基坑降水系统控制模型，实现了

4、工程降水过程中沉降的主动控制。研发了不同形式荷载作用下深厚覆盖层与基础接触应力监测技术，如超长灌注桩桩底应力监测技术和装置、沉井刃脚触底探测装置、封底混凝土反力监测技术、弹梁式侧壁摩阻力技术和设备等。本成果获授权发明专利7项、实用新型专利4项，软件著作权1项，申请发明专利2项；编写地方和行业规程5部；发表论文135篇，其中SCI、EI检索论文54篇。该成果已应用于泰州长江公路大桥、润扬长江公路大桥、苏通大桥、南京市地铁工程、南京市纬七路过江隧道等大型工程中，节约投资5.285亿元，产生经济效益2.89亿元，并产生了重大的社会效益。主要完成单位及创新推广贡献河海大学作为本项

5、目的独立完成单位，在项目的立项、研究、成果凝练和工程应用方面作出了重要贡献，在项目中起到总体方案策划和技术路线制定的关键作用，并负责项目执行过程中的组织、协调、科研工作落实、成果整理、评审鉴定等工作。河海大学深厚覆盖层释水-变形特性与基础施工安全控制课题组长期从事覆盖层变形特性及其工程应用领域的科研和教学工作。为满足深厚覆盖层地下水资源、地质环境及大型工程安全需求，十多年来围绕深厚覆盖层变形机理、水文地质参数获取技术、大型工程地层变形控制及监测测试技术等进行了大量的科学研究工作，在软土释水-变形规律及参数确定方法、控制沉井基础安全施工的注水助沉技术、基础外水压力控制技术和

6、周边地层变形安全控制技术、基础与地基相互作用监测技术等方面取得了一系列成果，丰富了水文地质学理论和方法。研究成果已直接应用于解决深厚覆盖层大型基础施工及控制问题，先后在江阴长江公路大桥、润扬长江公路大桥、苏通大桥、泰州长江公路大桥、南京市地铁工程、南京市过江隧道等工程中得到了成功应用，相关监测测试技术和方法已推广应用于水利水电、电力、矿山等行业中，取得了巨大的社会经济效益。推广应用情况本成果已应用于泰州长江公路大桥、润扬长江公路大桥、苏通大桥、南京市地铁工程、南京市纬七路过江隧道等大型工程中，形成4部行业和地方规范。主要应用如下。（1）基于深厚覆盖层释水-变形机理预测地层

7、沉降及其控制技术，应用于泰州大桥中塔深水沉井基础、边塔群桩基础、锚碇沉井基础的施工建设中，指导基础施工期的不均匀沉降控制，指导设计根据沉降预测成果动态调整大缆结构，避免了由于基础沉降给桥梁上部结构带来较大的附件应力。（2）深厚覆盖层中基础施工安全控制技术，已应用于润扬大桥南锚基础工程、泰州大桥基础工程等。提出了基础施工中阻-排组合的地下水安全控制技术、降水进度与施工进度相匹配的工序降水理论，基于沉降变形约束的基坑降水系统控制模型有效地指导了工程安全施工，同时控制了基础周边的地层沉降，确保施工安全的同时周边长江大堤和民房的安全，