剛?cè)嵝约虞d面下地基的承載特性研究.pdf

1、隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展和公路等級(jí)的提高，出現(xiàn)了更多的高填方路基，為了保證高填方路基的穩(wěn)定性，地基土必須具有足夠的承載力。因此，對公路路基的地基承載特性問題的研究顯得非常重要。尤其目前高填路基等柔性加載面下地基承載力沒有相應(yīng)的理論依據(jù)和確定方法，故此柔性基礎(chǔ)下地基的承載特性的理論與試驗(yàn)研究變得尤為重要。同時(shí)，現(xiàn)有的承載力公式基本是針對飽和土而言，而工程實(shí)際中基本上是非飽和土，可見，吸力對非飽和土的抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)進(jìn)而對地基承載特性的影響

2、的研究具有重要的工程實(shí)踐價(jià)值。 本文首先采用關(guān)聯(lián)流動(dòng)的Mohr-Coulomb內(nèi)切圓等效D-P屈服準(zhǔn)則，通過增量加載的有限元方法，全程模擬了地基由初始的線彈性狀態(tài)逐漸過渡到塑性流動(dòng)的極限破壞狀態(tài)的過程，結(jié)合國內(nèi)外模型試驗(yàn)成果，系統(tǒng)比較了不考慮土體自重條件下剛?cè)嵝詶l形基礎(chǔ)下地基的承載特性。然后根據(jù)地基具有重度和處于非飽和狀態(tài)的工程實(shí)際情況，先對排水(等吸力)和不排水(等含水量)兩種條件下非飽和土抗剪強(qiáng)度理論進(jìn)行探討，提出相應(yīng)的抗剪

3、強(qiáng)度擬合公式，并結(jié)合非飽和土的土水特征曲線試驗(yàn)及常含水量三軸剪切試驗(yàn)成果，確定了適用于云南紅粘土的相關(guān)擬合參數(shù)。接著基于前面的理論分析，著重從重度和飽和度兩個(gè)方面的影響對剛?cè)嵝詶l形基礎(chǔ)下非飽和有重度地基的承載特性進(jìn)行了研究。最后通過離心模型試驗(yàn)對前面的分析進(jìn)行驗(yàn)證和進(jìn)一步研究。研究成果具有較高的理論和工程應(yīng)用價(jià)值，主要的研究成果可以歸結(jié)為如下幾個(gè)方面： (1)對剛?cè)嵝詶l形基礎(chǔ)下無重度地基的承載特性進(jìn)行了研究，可得到它們的基底角點(diǎn)

4、臨塑荷載、基底應(yīng)力分布特點(diǎn)、地基的變形特性及滑動(dòng)面等有著明顯的區(qū)別，并分別討論了主要土力學(xué)參數(shù)對地基承載特性的影響； (2)基于Tekinsoyetal.吸力強(qiáng)度模型，提出了排水(等吸力)條件下的非飽和土抗剪強(qiáng)度修正模型，修正模型在低吸力范圍與以往的模型有良好的一致性。同時(shí)可以模擬非飽和進(jìn)入殘余段后土的抗剪強(qiáng)度可能穩(wěn)定、增加或減少的多種情況，各參數(shù)有更為明確的物理意義，更能反映土水特征曲線的本質(zhì)特征，通過引入一個(gè)附加參數(shù)更好地模

5、擬具有不同特征殘余值的土體； (3)提出了不排水(等含水量)條件下的基于飽和土總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)的抗剪強(qiáng)度公式，克服了以往相關(guān)模型只適合于較小范圍的缺陷，能夠把飽和土和非飽和土很好地聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過渡。從而可以方便地借助通用的有限元軟件對非飽和土采用完全類似于飽和土的處理方法而進(jìn)行分析； (4)對于上面提出的兩種條件下的抗剪強(qiáng)度公式，結(jié)合非飽和土的土水特征曲線的試驗(yàn)及常含水量三軸剪切試驗(yàn)成果，確定了適用于云南紅粘土的相

6、關(guān)擬合參數(shù)； (5)基于上述對非飽和土的強(qiáng)度理論的研究，從重度和飽和度兩個(gè)方面的影響對剛?cè)嵝詶l形基礎(chǔ)下非飽和有重度地基的承載特性進(jìn)行了研究。得出了剛?cè)嵝詶l形基礎(chǔ)下地基的承載特性因重度的影響和隨飽和度變化的規(guī)律； (6)以云南紅粘土作為研究對象，從離心模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩方面入手對前述的理論研究進(jìn)行驗(yàn)證，可得到柔性基礎(chǔ)地基有更高的極限承載力，其裂縫開展的時(shí)機(jī)、位置和特征與剛性基礎(chǔ)地基有明顯的區(qū)別，并提出來了局部剪切破壞的判