1. 研究目的与意义
在各类建筑、道路、机场等工程建设中,场地条件多种多样,常常需要将基础置放在上硬下软的双层土地基上。这种层状地基一部分是由于自然因素形成的,在我国沿江、沿海区域常分布着面积较广的非均质土层,上部为强度较高的砂层,下部为软弱的黏土层。更多的砂-黏土双层地基是地基处理的产物,在各类工程建设中遇到软弱地基,将软弱黏土上层挖去并回填坚硬、粒径较粗的砂、碎石,可以改善地基承载力,进而形成具有上覆硬土层的上硬下软双层地基。相比于下覆软土地基,上覆硬壳层更为密实,具有较大刚度,其含水率较低,抗剪强度较高,对外部荷载有较好的承受能力。 目前我国众多工程中会就地选取选取硬壳层对软土地基的上部进行换填处理,将双层地基设计为持力层。硬壳层处理软土地基的方法可以有效提高地基承载力并减少沉降量,也能提高工程效率,减少工程造价,是目前应用最为广泛、最为优质的软土地基处理方法。
近年来,郑刚等通过有限差分法建立双层地基数值模型,分析基底粗糙程度、砂土剪胀角和超载对地基破坏模式及极限承载力的影响,并根据有限差分法计算结果对强度加权平均法、应力扩散法和冲剪破坏法等现有实用计算方法的估算正确性进行评价。
彭邦阳等基于有限元法建立了上硬下软双层地基数值计算模型,通过与已有试验结果及前人数值计算结果的对比进行了验证,然后利用该模型对公式涉及的主要参数进行了分析,发现黏土层的归一化强度和砂层的剪胀角会对地基破坏模式产生影响,而上下土层的模量比对承载力并无明显的影响。
2. 研究内容和预期目标
1.双层地基的地质特征和力学特性学习:首先需要对双层地基的地质特征和力学特性进行学习,查阅资料并了解不同土层的物理和力学性质、土层间的界面特征、承载力大小、承载能力变化规律、承载力破坏机制等,为承载力经验公式的推导提供理论基础。
2.双层地基的承载力模拟试验:利用Abaqus建造双层地基模型,进行双层地基的承载力试验研究,确定不同参数对双层地基承载力的影响,为承载力经验公式的推导提供实验数据支持。
3.双层地基承载力经验公式的推导:根据前面的研究成果,推导双层地基承载力经验公式,以定量描述不同参数对双层地基承载力的影响。
3. 研究的方法与步骤
1.计算模型的建立和验证
对计算参数进行归一化处理,引用砂层厚度H/B、黏土强度cu/γB 和地基极限承载力qf/γB等无量纲参数。黏土和砂土皆采用 Mohr-Coulomb本构模型。模型底面双向约束,两侧仅有水平约束,竖直方向自由,不考虑地下水作用。为消除边界约束的影响,模型在两个方向的计算范围皆取为20B,通过Abaqus建立上硬下软双层地基数值模型,并进行验证。
2.数值分析及验证
4. 参考文献
[1]彭邦阳,赵志峰.上硬下软双层地基极限承载力的计算方法研究[J].防灾减灾工程学报,2018,38(03):498-503.
[2]陈伟,邱长林,闫澍旺.极限分析下限法在双层地基承载力中的应用[J].港工技术,2017,54(05):88-93.
[3]秦会来,黄茂松,李峰.双层黏土地基极限承载力的多块体上限解[J].建筑科学,2012,28(09):40-43
5. 计划与进度安排
[1].2月20日—3月12日 文献检索,提交开题报告
[2].3月13日—4月16日 论文研究,提交外文翻译初稿
[3].4月17日—5月14日 论文研究,提交论文初稿
[4].5月15日—5月21日 论文修改,提交论文终稿和译文终稿
[5].5月22日—5月28日 答辩报告准备(PPT形式)
[6].5月29日—6月4日 毕业论文答辩
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。