基于地質(zhì)信息差異的建筑地基沉降控制技術(shù)研究.pdf

1、地層處于復(fù)雜的環(huán)境中，成因復(fù)雜、形成和發(fā)育存在隨機性，分布的高度具有非均質(zhì)性。利用有限的勘察數(shù)據(jù)成果進(jìn)行非均質(zhì)地層土體的物性參數(shù)的隨機性描述，采用隨機分形的方法得到研究區(qū)域地層的彈性模量、滲透系數(shù)、孔隙率等物理參數(shù)的二維隨機分布云圖。基于土體彈塑性理論、土體邊界面本構(gòu)模型、土層參數(shù)的動態(tài)變化方程，利用有限元軟件進(jìn)行隨機非均質(zhì)地層的注漿加固數(shù)值模擬。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了土體有限變形理論的基本模型：Cauchy彈性模型、

2、Green超彈性模型、次彈性模型、Duncan-Chang（鄧肯-張）模型等彈性本構(gòu)模型、Drucker-Prager模型等土體邊界本構(gòu)模型。介紹了復(fù)合地基的定義及分類，土體及復(fù)合地基的沉降計算公式。在傳統(tǒng)的復(fù)合地基中引入注漿復(fù)合地基的概念，對注漿加固地基的作用機理進(jìn)行了分析，并給出了注漿復(fù)合地基承載力計算方法。⑵以多層建筑物項目為工程背景，采用鉆探、現(xiàn)場原位試驗、取樣等手段與方法，來獲取場地土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，分析了研究區(qū)域地層的均

3、勻性。第①~④層地層厚度分布不均勻，承載力較小，屬不均勻土層。故考慮對研究區(qū)域地層進(jìn)行地基加固處理設(shè)計。根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)勘查資料和數(shù)據(jù)，基于隨機分形原理模擬了得到了孔隙率、滲透系數(shù)、彈性模量的隨機分布剖面圖，形成了二維隨機非均質(zhì)地層。⑶通過土層孔隙率動態(tài)模型、滲透率動態(tài)模型、孔隙壓縮率動態(tài)模型以及其他參數(shù)的動態(tài)模型在有限元模擬軟件中進(jìn)行調(diào)用，結(jié)合流體的運動方程，得到注漿過程中土層的實時動態(tài)變化的物理參數(shù)。漿液的可滲透性與研究區(qū)域土層的孔隙

4、率、彈性模量、土體密度、滲透系數(shù)等物理參數(shù)息息相關(guān)。⑷分別進(jìn)行了六種工況下注漿加固前后的數(shù)值模擬研究，注漿加固后土層的密度增加到29003kg/m左右，約為加固前的1.5倍；彈性模量增加到600MPa以上，約為加固前的44倍、mises應(yīng)力增加到4000~6900kPa，約為加固前的13~23倍；荷載作用下的位移減少到30mm以內(nèi)，約為加固前的1/4。注漿加固能有效改善非均質(zhì)地層的土層物性參數(shù)，提高地基承載力，將地基沉降控制在合理的范圍