交通荷載下高速公路路基長期沉降分析研究.pdf

1、伴隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，交通荷載引起的高速公路路基長期沉降問題也引起了學(xué)者與設(shè)計(jì)者的重視，如何預(yù)測和有效控制沉降成為亟待解決的問題。但從研究現(xiàn)狀來看，研究多集中于地震荷載分析，對長期施加的交通荷載、對沉降敏感的飽和軟土以及往復(fù)荷載下復(fù)合地基沉降的研究較少，本文在總結(jié)室內(nèi)三軸試驗(yàn)和邊界面本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，建立了易于工程實(shí)現(xiàn)的軟土路基地基長期沉降的實(shí)用預(yù)測方法，并對復(fù)合路基長期沉降計(jì)算方法進(jìn)行了探討，從而為下一步探索控制和減少路基

2、長期沉降的有效途徑提供了可靠的理論依據(jù)和數(shù)值分析手段。主要研究成果包括： ⑴鑒于許多試驗(yàn)研究不能反映土體實(shí)際固結(jié)狀態(tài)以及循環(huán)次數(shù)較少的情況，采用GDS土體多功能三軸試驗(yàn)機(jī)，對上海飽和淤泥質(zhì)軟粘土進(jìn)行了一系列的偏壓固結(jié)靜力三軸試驗(yàn)與大數(shù)目循環(huán)次數(shù)的循環(huán)三釉實(shí)驗(yàn)，針對其在圍壓、動(dòng)應(yīng)力水平、排水條件影響下的變形規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)分析。 ⑵基于邊界面理論建立了循環(huán)荷載下的各向異性邊界面模型，模型既可以反映各向異性的影響，又可以描述循

3、環(huán)荷載條件下卸載再加載的彈塑性特性。在詳細(xì)的參數(shù)分析基礎(chǔ)上通過對多組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，驗(yàn)證了模型具有較好的預(yù)測能力和較為廣泛的適用性。 ⑶基于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與各向異性邊界面模型，提出了一個(gè)采用擬靜力有限元計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)擬合計(jì)算模型相結(jié)合的實(shí)用方法來預(yù)測交通荷載下軟土路基的長期沉降。首先在本文作者提出的不排水循環(huán)累積塑性變形與累積孔壓計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，利用各向異性彈塑性模型推導(dǎo)得到的K0固結(jié)飽和軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度公式，提出了一個(gè)預(yù)測K

4、0固結(jié)飽和軟粘土循環(huán)累積變形特性的實(shí)用計(jì)算模型，并對作者已做的針對上海地區(qū)飽和淤泥質(zhì)軟粘土的非等向固結(jié)循環(huán)三軸試驗(yàn)進(jìn)行了擬合，得到所需參數(shù)，同時(shí)也驗(yàn)證了改進(jìn)后模型的合理性。將二維有限元計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)擬合計(jì)算模型相結(jié)合，同時(shí)基于工程實(shí)用的分層總和法，建立了一種長期沉降的簡化實(shí)用計(jì)算方法，最后通過具體隧道工程實(shí)例驗(yàn)證了該方法。 ⑷當(dāng)軟土地基不能滿足地基要求時(shí)，需要進(jìn)行地基處理形成復(fù)合路基，目前重載交通作用下復(fù)合地基長期沉降研究還較為缺乏