论文部分内容阅读
花岗岩残积土在我国东南沿海地区分布十分广泛,在闽粤两地花岗岩出露面积可达总面积的30%-40%,残积土层厚度可达20-35m,该地区许多重点工程和基础设施建设都以花岗岩残积土为重要地质环境和主要载体。东南沿海地区气候湿热,降雨充沛,雨水极易通过孔隙渗入土体形成渗流,工程建设过程中面临的强渗流场下花岗岩残积土安全稳定的技术难题,关系到城镇化进程中各类重点工程的成败,所以研究花岗岩残积土的渗流特性及基坑渗流变形具有重要的理论及现实意义。本文以取自东南沿海地区的花岗岩残积土为研究对象,制作饱和重塑试样,采用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透仪、TST-55型变水头渗透仪等仪器设备研究了花岗岩残积土的渗透系数及渗流变形特性,通过MIDAS GTS NX有限元软件,并结合以花岗岩残积土为主要地质环境的某基坑工程,分析了地下水渗流对基坑变形的影响规律。主要研究内容如下:1.测试分析了花岗岩残积土的主要物理性质,并通过三轴渗流试验及变水头渗流试验,研究了孔隙比、渗透压、围压、应力路径、主应力差、渗流-固结情况等多因素对渗透系数的影响规律,同时将变水头渗流试验与三轴渗流试验所测得的结果进行对比分析;2.通过变水头渗流试验,对比测试分析了矿渣粉、水泥、膨润土、砂等四种不同改性材料在不同掺入比例下对花岗岩残积土渗透系数的影响规律,同时与原花岗岩残积土的渗透系数进行对比分析;3.通过三轴渗流试验,研究了孔隙比、渗透压、围压、主应力差等多因素对花岗岩残积土渗流变形特性的影响规律,并分析了土体渗流变形机理;4.结合以花岗岩残积土为主要土层的某深基坑工程,通过MIDAS GTS NX软件进行基于渗流-应力耦合作用的有限元数值模拟,为便于对比分析,选取无渗流、有渗流无止水帷幕以及有渗流有止水帷幕三种工况,研究了渗流条件下基坑孔隙水压力、水力梯度、渗流速度等分布特征,并对比分析了三种工况下基坑周边地表沉降、支护桩水平变形、坑底隆起等变形特征;5.在有渗流有止水帷幕的工况条件下,研究了土层渗透系数、初始地下水位、降水深度等因素对基坑最大水力梯度、最大渗流速度、最大渗流量、孔隙水压力分布等渗流场特征以及基坑周边地表沉降、支护桩水平变形、坑底隆起等基坑变形特征的影响规律。