發(fā)布時間：2020-11-15 21:05

　　 近幾年隨著西部地區(qū)的快速發(fā)展,其工程建設也被推向一個新高度,廣泛存在于西部地區(qū)的黃土和黃土狀土卻在這些地區(qū)的工程建設中造成了諸多問題。由于西部地區(qū)地勢高低差異較大,黃土分布廣泛,水土流失嚴重,在日益增多的工程建設中,為保證建筑面積,擴大建筑場地,工程中逐漸出現(xiàn)了大面積的大厚度非均勻填挖場地。這些場地的出現(xiàn)雖緩解了用地緊張,城市擁擠等問題,但相應的也出現(xiàn)了與地基變形相關的病害問題,對于黃土地區(qū)大厚度填挖場地相關問題的研究迫在眉睫。本文以蘭州九洲城住宅小區(qū)地基變形整治項目為依托,針對填土地區(qū)地基變形的相關問題,采用MIDAS-GTS巖土軟件進行數(shù)值模擬,對非均勻填挖場地的相關病害問題進行模擬研究,提出針對該項目病害整治的工程措施,并對其進行數(shù)值模擬驗證,旨在為類似非均勻填挖場地的設計施工及變形預測提供實際工程意義。本文的主要結論如下:(1)首先對非均勻填挖場地在不同填筑方式下,受自重、加載及浸水作用發(fā)生的變形規(guī)律進行了模擬計算,分析研究后可得:自重、加載及浸水對強風化砂巖和中風化砂巖影響甚微,可忽略不計;不論是水平填筑、斜向填筑或者臺階式填筑,填筑方式對土體的總變形量影響較少;加載條件下土體沉降變形加速,但受附加荷載作用產生的變形量對填土場地的影響比自然沉降要小,可見加載只對土體的沉降速率有影響;在土體浸水后,場地沉降變形急劇增大,說明浸水對黃土地區(qū)非均勻填土場地的影響很大。(2)通過分析填筑方式對場地沉降變形的影響,引出對大厚度填挖場地在不同地勢條件下,受自重、附加荷載及浸水作用的整體變形規(guī)律的研究。模擬主要分水平、溝形和臺階場地,對其進行填筑后,分別分析三種地勢條件下,填土場地發(fā)生沉降或濕陷變形的規(guī)律,由分析可知,三種填筑方式下,沉降變形都發(fā)生在填土深度最大處,自重作用和附加荷載對填土的總沉降量影響較小,在施工中可通過對場地進行預壓予以減小或消除;而浸水作用下的填土場地則變形量巨大,由此可知,在黃土地區(qū)大厚度填土場地的施工中一定要做好場地的防排水措施。(3)結合對填土場地不同條件不同工況的數(shù)值模擬計算,對九州城住宅小區(qū)的病害地基進行了分析,可知該建筑場地在施工前存在較大地形差異,建設時對其進行填挖處理并修建使用后,場地出現(xiàn)了地基不均勻沉降或局部浸水沉陷等現(xiàn)象,基礎各部分的沉降或沉陷量大小不一,引起上部結構之中相應的產生額外的應力和變形。究其原因為原填筑場地底面起伏較大,上部填土厚度較大、不均勻且具有強烈的濕陷性,受地表水下滲、管道破裂出水浸濕影響后,土體結構發(fā)生破壞,強度迅速降低,地基發(fā)生了顯著沉降變形,引起上部結構開裂傾斜。(4)以九洲城住宅小區(qū)某一病害地基為例進行數(shù)值模擬計算,取自重作用、加載作用及局部浸水作用進行模擬,設置對照組,進行沉降變形規(guī)律和應力分析,由結果可知,地基處理可以極大程度的減少填土場地的沉降變形;不同的填筑方式不僅影響沉降變形的速率,且影響土層中的應力分布;局部浸水后可知,填土于地基內部發(fā)生較大變形,繼而引發(fā)建筑底部樁基和筏板發(fā)生變形,導致建筑物發(fā)生開裂、傾斜、下沉等。(5)針對該小區(qū)地基病害原因,提出相關整治措施進行治理,之后通過數(shù)值模擬,對進行加固處理后的地基進行了模擬計算分析,結果表明,整治后的地基土穩(wěn)定,樁和筏板受力均勻,地基整體和局部均未發(fā)生變形,地基加固措施較好。
【學位單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

1.1 研究背景及意義近年來，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的提出以及實施，我國西部地區(qū)的經濟和社會發(fā)展取得相當大的進展，由此帶動了城市建設、環(huán)境保護、人口發(fā)展等，在社會各方面快速發(fā)展的同時，也遭遇到源源不斷的難題，但難題也是機遇。在這個契機下，西部地區(qū)大力開展城市建設，從住宅到出行，從基礎設施建設到生態(tài)系統(tǒng)保護，用以滿足國家和人民日益增長的各項需求。但眾所周知，我國中西部地區(qū)雖然地廣人稀，土地資源較其他地區(qū)豐富，但其地質地貌復雜，物資相對匱乏，且這里黃土遍布，尤以西北部黃土高原地區(qū)為最，這也導致該地區(qū)成為世界聞名的生態(tài)最為脆弱，水土流失最為嚴重的地區(qū)之一，造成這種現(xiàn)象的原因究根結底是黃土特殊的工程物理力學性質。黃土本身所具有的遇水濕陷性，與其極高的孔隙率和極強的透水性分不開，由于極不穩(wěn)定的工程性質和在西部地區(qū)的大量分布，在黃土地區(qū)大興土木進行建設，便遭遇了如：地基變形沉降、浸水濕陷、上部結構因其下部沉降或沉陷發(fā)生變形裂縫甚至損毀等工程問題，如圖 1.1~1.4 所示，因此解決與黃土的相關的病害問題便顯得尤為重要。

1.1 研究背景及意義近年來，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的提出以及實施，我國西部地區(qū)的經濟和社會發(fā)展取得相當大的進展，由此帶動了城市建設、環(huán)境保護、人口發(fā)展等，在社會各方面快速發(fā)展的同時，也遭遇到源源不斷的難題，但難題也是機遇。在這個契機下，西部地區(qū)大力開展城市建設，從住宅到出行，從基礎設施建設到生態(tài)系統(tǒng)保護，用以滿足國家和人民日益增長的各項需求。但眾所周知，我國中西部地區(qū)雖然地廣人稀，土地資源較其他地區(qū)豐富，但其地質地貌復雜，物資相對匱乏，且這里黃土遍布，尤以西北部黃土高原地區(qū)為最，這也導致該地區(qū)成為世界聞名的生態(tài)最為脆弱，水土流失最為嚴重的地區(qū)之一，造成這種現(xiàn)象的原因究根結底是黃土特殊的工程物理力學性質。黃土本身所具有的遇水濕陷性，與其極高的孔隙率和極強的透水性分不開，由于極不穩(wěn)定的工程性質和在西部地區(qū)的大量分布，在黃土地區(qū)大興土木進行建設，便遭遇了如：地基變形沉降、浸水濕陷、上部結構因其下部沉降或沉陷發(fā)生變形裂縫甚至損毀等工程問題，如圖 1.1~1.4 所示，因此解決與黃土的相關的病害問題便顯得尤為重要。

圖 1.3 黃土邊坡失穩(wěn) 圖 1.4 黃土地基上部建筑物開裂針對以上問題，本文以“黃土地區(qū)非均勻填挖場地變形規(guī)律研究”為題，以蘭州九洲城住宅小區(qū)地基變形整治項目為依托，針對工程項目本身存在的問題，使用Midas GT巖土軟件進行數(shù)值模擬，對非均勻填挖場地在自重狀態(tài)下、施工完成后以及建筑物修筑完畢投入使用后的地基沉降變形規(guī)律進行模擬研究，并對病害整治結束后地基的變形進行監(jiān)控和預測，由此提出對該項目日后的防護措施，其成果也將為類似非均勻填挖場地的設計施工及變形預測提供參考。1.2 研究對象及范圍近年來，得益于國家對西部發(fā)展的支持，原本發(fā)展較落后的濕陷性黃土地區(qū)，在工程建設飛速發(fā)展的同時，也逐漸出現(xiàn)了以大厚度濕陷性黃土為代表的一系列問題。隨著這些地區(qū)建設項目和規(guī)模的增多增大，從低階地發(fā)展到高階地，由河谷平原往黃土塬梁、峁拓展的工程措施應運而生，開山填洼、人工造地逐漸成為用地緊張最主要的解決辦法，但大規(guī)模的建設帶來了發(fā)展的同時，也催生了與大厚度黃土填挖及濕陷性黃土變形相關的一系列問題，為這些地區(qū)的建設帶來了歷史機遇的同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。由
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本文編號：2885204