【摘 要】
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维护国家海洋权益,建设海洋强国,大规模岛礁工程建设势在必行、刻不容缓。我国已经或将要在部分岛礁进行陆域吹填,特殊海洋环境下吹填珊瑚砂的地基处理是一个具有挑战性的课题。本文基于微生物固化技术制备微生物珊瑚砂桩,与珊瑚砂构成新型复合地基;通过模型试验及数值模拟,对不同含水状态下珊瑚砂地基和微生物珊瑚砂桩单桩复合地基承载及沉降变形等特性进行研究,为微生物珊瑚砂桩复合地基设计优化和实际应用提供理论支撑。本
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维护国家海洋权益,建设海洋强国,大规模岛礁工程建设势在必行、刻不容缓。我国已经或将要在部分岛礁进行陆域吹填,特殊海洋环境下吹填珊瑚砂的地基处理是一个具有挑战性的课题。本文基于微生物固化技术制备微生物珊瑚砂桩,与珊瑚砂构成新型复合地基;通过模型试验及数值模拟,对不同含水状态下珊瑚砂地基和微生物珊瑚砂桩单桩复合地基承载及沉降变形等特性进行研究,为微生物珊瑚砂桩复合地基设计优化和实际应用提供理论支撑。本文主要工作和成果如下:（1）采用低p H法改善了微生物珊瑚砂桩固化效果,得到了固化均匀、强度较高的微生物珊瑚砂桩。为微生物珊瑚砂桩单桩复合地基试验的开展奠定基础。（2）进行了不同含水状态下的珊瑚砂地基平板载荷模型试验,研究了珊瑚砂地基的承载和变形特性。干燥状态下随相对密实度增大,珊瑚砂地基承载力增大,沉降减小,承压板正下方的土压力随深度增加而减小;相对密实度80%以上地基颗粒破碎较明显,使地基承载力增大趋势变缓。饱和状态珊瑚砂地基的承载力约为干燥状态的43.75%,沉降约为干燥状态的2.15倍;两次水位升降对地基承载力和沉降影响较小;三种状态下承压板正下方土压力传递规律相似。（3）通过不同含水状态下的微生物珊瑚砂桩单桩复合地基模型试验,揭示了复合地基的承载特性。干燥状态下复合地基的承载力及桩侧摩阻力随相对密实度和面积置换率增大而增大,复合地基的桩身轴力和桩土应力比随相对密实度增大而减小,随面积置换率增大而增大。饱和状态下复合地基的承载力约为干燥状态的49.06%～65.90%;饱和状态相对于干燥状态最大桩身轴力和桩侧摩阻力减小,桩土应力比增大。两次水位升降对微生物珊瑚砂桩单桩复合地基的承载特性影响较小。（4）基于数值模拟,对微生物珊瑚砂桩复合地基的承载性状展开进一步分析,同时研究了桩体模量、桩长和褥垫层厚度等对复合地基承载特性的影响。对模型试验进行分析,拟合结果较好;分析表明干燥状态与饱和状态下复合地基承压板周边沉降均近似以圆形向外扩展减小,桩体顶部的沉降比桩周地基土小,而桩体底部的沉降比桩周地基土大,桩身轴力的最大值均位于桩顶附近。对复合地基影响因素分析表明,随桩体模量增大,桩身轴力和桩土应力比增大;随桩长增大,复合地基沉降和桩土应力比减小;随褥垫层厚度增大,桩身轴力和桩土应力比减小。
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