考虑侧摩阻力与土体支承力的地下粮仓浮力试验研究
发布时间：2023-04-20 01:13
地下粮仓以其独特的恒温、恒湿、绿色,环保等优势在现代化仓储体系中脱颖而出,符合国家“资源节约型,环境友好型”社会建设的要求,但其面向沿海高水位等地区推广建设时会受到地下水浮力的侵蚀。目前大体积地下结构抗浮设计时采用传统的阿基米德定律,以抗浮设防最高水位计算浮力,对土体的抗浮有利作用考虑较少。基于此,本课题结合国家粮食公益性科研专项(201413007-01),以在建地下粮仓为研究背景,考虑地下粮仓建设时周围回填二八灰土的工况,在实验室制作地下粮仓缩尺模型筒,采用注水上浮的思路进行3组压实度分别为78.1%、81.7%、89.04%地下粮仓浮力模型试验,和4组埋深分别为5cm、15cm、25cm、35cm地下粮仓浮力模型试验。主要研究总结如下:(1)提出地下粮仓浮力计算体系中浮力、侧摩阻力、土体支承力的计算方法,构建地下粮仓浮力计算的力学模型,采用注水上浮的试验设计思路,制定地下粮仓浮力试验方案。(2)由地下粮仓纯水浮力试验对比模型筒的理论起浮水位与实际起浮水位,验证装置的可行性;由二八灰土的土工试验确定后续浮力试验所需要的土体物理参数,得到二八灰土压实度变化时土颗粒间抗剪指标粘聚力与内...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题来源和背景
1.2 课题研究目的和意义
1.3 课题国内外研究现状
1.3.1 地下结构浮力研究现状
1.3.2 相关规范有关地下结构浮力计算的规定
1.3.3 二八灰土研究现状
1.3.4 土体压实度研究现状
1.3.5 侧摩阻力研究现状
1.4 本文主要研究内容与目标
1.5 课题创新点
2 地下粮仓浮力计算理论
2.1 地下结构浮力计算理论
2.1.1 阿基米德定律
2.1.2 达西定律
2.1.3 地下粮仓浮力计算方法
2.2 侧摩阻力计算理论
2.2.1 侧摩阻力计算方法
2.2.2 地下粮仓类比摩擦桩计算侧摩阻力
2.3 土体支承力计算理论
2.4 地下粮仓浮力计算力学模型
2.5 本章小结
3 试验装置及二八灰土土工试验
3.1 试验装置
3.1.1 模型池
3.1.2 地下粮仓模型筒
3.1.3 二八灰土的制备
3.2 试验测量系统
3.2.1 水位测量装置
3.2.2 位移测量装置
3.2.3 应力应变测试装置
3.2.4 水土压力测试装置
3.3 地下粮仓纯水浮力试验
3.3.1 纯水浮力试验目的
3.3.2 纯水浮力试验设计思路
3.3.3 纯水浮力试验过程
3.3.4 纯水浮力试验数据分析
3.4 二八灰土土工试验
3.4.1 干密度含水率试验
3.4.2 击实试验
3.4.3 直接剪切试验
3.5 本章小结
4 不同压实度地下粮仓浮力试验
4.1 不同压实度地下粮仓浮力试验设计方案
4.1.1 试验目的
4.1.2 压实度控制方法
4.1.3 试验过程
4.2 不同压实度地下粮仓浮力试验结果
4.2.1 第1组注水试验结果(K1=81.7%,填土宽度30cm)
4.2.2 第2组注水试验结果(K2=78.1%,填土宽度15cm)
4.2.3 第3组注水试验结果(K3=89.04%,填土宽度5cm)
4.3 不同压实度地下粮仓浮力试验数据分析
4.3.1 压实度与浮力折减系数、起浮点水位对比分析
4.3.2 填土宽度与浮力折减系数、起浮点水位对比分析
4.4 本章小结
5 不同埋深地下粮仓浮力试验
5.1 不同埋深地下粮仓浮力试验设计方案
5.1.1 试验目的
5.1.2 试验物理条件的控制
5.1.3 试验过程
5.2 不同埋深地下粮仓浮力试验结果
5.2.1 埋深5cm注水试验结果
5.2.2 埋深15cm注水试验结果
5.2.3 埋深25cm注水试验结果
5.2.4 埋深35cm注水试验结果
5.3 不同埋深地下粮仓浮力试验数据分析
5.4 本章小结
6 地下粮仓上浮影响分析
6.1 水土压力计算方法
6.1.1 水土分算
6.1.2 水土合算
6.1.3 两种算法侧摩阻力对比分析
6.2 侧摩阻力影响作用分析
6.2.1 不同压实度地下粮仓浮力试验侧摩阻力对浮力的影响
6.2.2 不同埋深地下粮仓浮力试验侧摩阻力对浮力的影响
6.2.3 模型筒与饱和二八灰土接触面积对侧摩阻力影响分析
6.3 土体支承力影响作用分析
6.3.1 不同压实度地下粮仓浮力试验土体支承力对浮力的影响
6.3.2 不同埋深地下粮仓浮力试验土体支承力力对浮力的影响
6.4 地下粮仓模型筒起浮破坏分析
6.5 浮力公式的推导
6.5.1 最小二乘法推导经验公式
6.5.2 MATLAB实现最小二乘法推导浮力公式
6.5.3 公式的进一步推导
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士期间科研成果
本文编号：3794585
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题来源和背景
1.2 课题研究目的和意义
1.3 课题国内外研究现状
1.3.1 地下结构浮力研究现状
1.3.2 相关规范有关地下结构浮力计算的规定
1.3.3 二八灰土研究现状
1.3.4 土体压实度研究现状
1.3.5 侧摩阻力研究现状
1.4 本文主要研究内容与目标
1.5 课题创新点
2 地下粮仓浮力计算理论
2.1 地下结构浮力计算理论
2.1.1 阿基米德定律
2.1.2 达西定律
2.1.3 地下粮仓浮力计算方法
2.2 侧摩阻力计算理论
2.2.1 侧摩阻力计算方法
2.2.2 地下粮仓类比摩擦桩计算侧摩阻力
2.3 土体支承力计算理论
2.4 地下粮仓浮力计算力学模型
2.5 本章小结
3 试验装置及二八灰土土工试验
3.1 试验装置
3.1.1 模型池
3.1.2 地下粮仓模型筒
3.1.3 二八灰土的制备
3.2 试验测量系统
3.2.1 水位测量装置
3.2.2 位移测量装置
3.2.3 应力应变测试装置
3.2.4 水土压力测试装置
3.3 地下粮仓纯水浮力试验
3.3.1 纯水浮力试验目的
3.3.2 纯水浮力试验设计思路
3.3.3 纯水浮力试验过程
3.3.4 纯水浮力试验数据分析
3.4 二八灰土土工试验
3.4.1 干密度含水率试验
3.4.2 击实试验
3.4.3 直接剪切试验
3.5 本章小结
4 不同压实度地下粮仓浮力试验
4.1 不同压实度地下粮仓浮力试验设计方案
4.1.1 试验目的
4.1.2 压实度控制方法
4.1.3 试验过程
4.2 不同压实度地下粮仓浮力试验结果
4.2.1 第1组注水试验结果(K1=81.7%,填土宽度30cm)
4.2.2 第2组注水试验结果(K2=78.1%,填土宽度15cm)
4.2.3 第3组注水试验结果(K3=89.04%,填土宽度5cm)
4.3 不同压实度地下粮仓浮力试验数据分析
4.3.1 压实度与浮力折减系数、起浮点水位对比分析
4.3.2 填土宽度与浮力折减系数、起浮点水位对比分析
4.4 本章小结
5 不同埋深地下粮仓浮力试验
5.1 不同埋深地下粮仓浮力试验设计方案
5.1.1 试验目的
5.1.2 试验物理条件的控制
5.1.3 试验过程
5.2 不同埋深地下粮仓浮力试验结果
5.2.1 埋深5cm注水试验结果
5.2.2 埋深15cm注水试验结果
5.2.3 埋深25cm注水试验结果
5.2.4 埋深35cm注水试验结果
5.3 不同埋深地下粮仓浮力试验数据分析
5.4 本章小结
6 地下粮仓上浮影响分析
6.1 水土压力计算方法
6.1.1 水土分算
6.1.2 水土合算
6.1.3 两种算法侧摩阻力对比分析
6.2 侧摩阻力影响作用分析
6.2.1 不同压实度地下粮仓浮力试验侧摩阻力对浮力的影响
6.2.2 不同埋深地下粮仓浮力试验侧摩阻力对浮力的影响
6.2.3 模型筒与饱和二八灰土接触面积对侧摩阻力影响分析
6.3 土体支承力影响作用分析
6.3.1 不同压实度地下粮仓浮力试验土体支承力对浮力的影响
6.3.2 不同埋深地下粮仓浮力试验土体支承力力对浮力的影响
6.4 地下粮仓模型筒起浮破坏分析
6.5 浮力公式的推导
6.5.1 最小二乘法推导经验公式
6.5.2 MATLAB实现最小二乘法推导浮力公式
6.5.3 公式的进一步推导
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士期间科研成果
本文编号：3794585
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3794585.html