海涂圍墾區(qū)地基滲流-蠕變對橋樁影響的時間相關性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、海涂圍墾對沿海地區(qū)土地資源的開發(fā)利用具有重要意義,但圍墾工程工后圍堤的存在會對圍墾區(qū)內既有的近堤橋樁產生一定的影響:一方面,圍堤的建造改變了地基中的滲流場,滲流場的改變將會引起地基土變形;另一方面,海涂地基土具有一定的蠕變性質,在圍堤荷重作用下地基土將會發(fā)生蠕變變形。地基土的變形將導致地基應力場變化,最終使橋樁產生附加變形和內力。這種地基變形和應力場的變化緩慢而持久,隨時間累積,附加變形和內力的影響不容忽視,嚴重時會導致橋樁破壞,引發(fā)安

2、全事故。本文依托浙江省交通廳科研項目“沿海灘涂圍墾作業(yè)對鄰近橋樁影響的時空特性及對策研究”(2014H39),運用室內試驗和有限元數值模擬的方法進行應用基礎研究,較系統(tǒng)地研究了圍墾工程工后圍墾區(qū)內既有的近堤橋樁的受力及變形隨時間的變化規(guī)律,主要內容包括以下幾方面。
  首先,利用自制試驗系統(tǒng),在一維滲流條件下,對取自浙江省臺州市沿海灘涂區(qū)的淤泥試樣進行單軸壓縮滲流-蠕變試驗,得到了恒水頭條件下的蠕變曲線、應力-應變等時曲線,測得了

3、不同應力水平下的滲透系數,并通過數據擬合得到了相應的蠕變本構參數,為后繼地基滲流和蠕變條件下樁基的計算分析提供了依據。
  其次,利用PLAXIS3D有限元軟件建立考慮外海海水侵入作用的圍堤-單樁-地基分析模型,進行了滲流條件下含部分蒸發(fā)邊界的流固耦合計算,得到了圍墾工程工后外海補水繞圍堤底滲流對圍墾區(qū)內地基滲流場以及單樁變形的影響規(guī)律,在此基礎上進行了圍堤與單樁間不同距離的計算分析。結果表明,受近堤滲流場影響,單樁離圍堤越近則其

4、變形越大,單樁變形隨時間逐漸增大且增幅漸緩,離圍堤越近增幅減緩得越慢。但即便單樁離圍堤很近,圍墾工程工后一定時間后其最終變形也不大。
  最后,針對地基土的蠕變性質,利用ABAQUS有限元軟件建立圍堤-群樁-地基分析模型,進行了圍堤荷重作用下的蠕變計算,得到了圍墾工程工后圍堤對群樁影響的范圍和時程。計算結果表明:(1)群樁離圍堤越近則其變形越大,群樁的變形隨時間逐漸增大,且變形主要在前期完成,增幅很快趨于平緩;(2)受圍堤應力場和

5、地基土蠕變效應的影響,不同近堤距離的群樁表現(xiàn)出不同的變形形態(tài),且相對圍堤位置的群樁前、后排間局部樁身出現(xiàn)“相吸”現(xiàn)象,這種局部“相吸”現(xiàn)象隨時間增加有放大趨勢;(3)由于樁頂承臺剛性大、面積大,在地基中產生的“浮力”使近樁頂的小段樁身出現(xiàn)了較大的軸向拉應力,群樁的不同變形形態(tài)也使得樁身某些局部出現(xiàn)了相對小些的軸向拉應力,且拉應力隨時間增加有增大趨勢。
  本文的研究結果可為圍墾工程工后圍墾區(qū)內橋梁的長時安全評估提供參考,具有一定的

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