海涂圍墾區(qū)地基滲流-蠕變對(duì)橋樁影響的時(shí)間相關(guān)性研究.pdf

1、海涂圍墾對(duì)沿海地區(qū)土地資源的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義，但圍墾工程工后圍堤的存在會(huì)對(duì)圍墾區(qū)內(nèi)既有的近堤橋樁產(chǎn)生一定的影響:一方面，圍堤的建造改變了地基中的滲流場(chǎng)，滲流場(chǎng)的改變將會(huì)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(zhì)，在圍堤荷重作用下地基土將會(huì)發(fā)生蠕變變形。地基土的變形將導(dǎo)致地基應(yīng)力場(chǎng)變化，最終使橋樁產(chǎn)生附加變形和內(nèi)力。這種地基變形和應(yīng)力場(chǎng)的變化緩慢而持久，隨時(shí)間累積，附加變形和內(nèi)力的影響不容忽視，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)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(xiàng)目“沿海灘涂圍墾作業(yè)對(duì)鄰近橋樁影響的時(shí)空特性及對(duì)策研究”(2014H39)，運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬的方法進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)研究，較系統(tǒng)地研究了圍墾工程工后圍墾區(qū)內(nèi)既有的近堤橋樁的受力及變形隨時(shí)間的變化規(guī)律，主要內(nèi)容包括以下幾方面。
　　首先，利用自制試驗(yàn)系統(tǒng)，在一維滲流條件下，對(duì)取自浙江省臺(tái)州市沿海灘涂區(qū)的淤泥試樣進(jìn)行單軸壓縮滲流-蠕變?cè)囼?yàn)，得到了恒水頭條件下的蠕變曲線、應(yīng)力-應(yīng)變等時(shí)曲線，測(cè)得了

3、不同應(yīng)力水平下的滲透系數(shù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到了相應(yīng)的蠕變本構(gòu)參數(shù)，為后繼地基滲流和蠕變條件下樁基的計(jì)算分析提供了依據(jù)。
　　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(jìn)行了滲流條件下含部分蒸發(fā)邊界的流固耦合計(jì)算，得到了圍墾工程工后外海補(bǔ)水繞圍堤底滲流對(duì)圍墾區(qū)內(nèi)地基滲流場(chǎng)以及單樁變形的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了圍堤與單樁間不同距離的計(jì)算分析。結(jié)果表明，受近堤滲流場(chǎng)影響，單樁離圍堤越近則其

4、變形越大，單樁變形隨時(shí)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(shí)間后其最終變形也不大。
　　最后，針對(duì)地基土的蠕變性質(zhì)，利用ABAQUS有限元軟件建立圍堤-群樁-地基分析模型，進(jìn)行了圍堤荷重作用下的蠕變計(jì)算，得到了圍墾工程工后圍堤對(duì)群樁影響的范圍和時(shí)程。計(jì)算結(jié)果表明:(1)群樁離圍堤越近則其變形越大，群樁的變形隨時(shí)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?chē)虘?yīng)力場(chǎng)和

5、地基土蠕變效應(yīng)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(duì)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(shí)間增加有放大趨勢(shì);(3)由于樁頂承臺(tái)剛性大、面積大，在地基中產(chǎn)生的“浮力”使近樁頂?shù)男《螛渡沓霈F(xiàn)了較大的軸向拉應(yīng)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(duì)小些的軸向拉應(yīng)力，且拉應(yīng)力隨時(shí)間增加有增大趨勢(shì)。
　　本文的研究結(jié)果可為圍墾工程工后圍墾區(qū)內(nèi)橋梁的長(zhǎng)時(shí)安全評(píng)估提供參考，具有一定的