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超大粒径块石填筑路基适用性研究
| 论文题名： | 超大粒径块石填筑路基适用性研究 |
| 关键词： | 山区道路;填筑路基;超大粒径块石;布放位置;施工工艺;适用性 |
| 摘要： | 山区路基填筑材料缺乏，是目前山区道路修建过程中遇到的普遍问题。与此同时，开凿隧道和挖方产生的大量超大粒径块石由于粒径过大无法使用被弃置浪费，破坏生态环境。本文以普通路基为基础，通过置换的方式研究超大粒径块石填筑路基的适用性，确定了超大粒径块石在路基中合理布放位置，提出了含超大粒径块石路基的施工工艺，本文的主要研究内容和研究成果包括如下六个方面： （1）研究确定超大粒径块石用于路基填筑的可行性。采用布放的施工方式，通过实验和数值仿真研究超大粒径块石对路基压实的影响以及超大粒径块石位置对路基稳定性的影响，最终通过试验路现场检测和沉降观测证明含超大粒径块石路基质量合格。 （2）提出了利用超大粒径块石在路基中接触面本构模型来解决分析其在路基中力学特性的合理途径。通过分析超大粒径块石在路基中的受力特点，着重分析超大粒径块石与路基填料接触面的应力应变规律，建立了基于接触面的弹塑性本构模型。经实验结果验证，新建的接触面本构模型及其数值实现能够较为准确的模拟超大粒径块石在路基中的应力和位移等问题，新的本构模型及其数值实现具有有效性和合理性。 （3）分析室内试验和数值模拟数据得出结论，通过控制超大粒径块石的间距，可以保证路基填料的压实。同时实验结果表明超大粒径块石周围并不存在难以压实的松散区域。 （4）分析基于车辆动荷载下超大粒径块石的最小埋置深度。为保证含超大粒径块石路基稳定性，通过研究车辆动荷载对道路影响，确定基于动荷载影响下半刚性路面的路基工作区，来确定超大粒径块石布放时距离路基顶面的最小距离。最终确定在一般高速公路路面设计结构层情况下，超大粒径块石距离路基顶面最小高度为1.5m，即路基顶面以下1.5m范围内不能布放超大粒径块石。 （5）研究超大粒径块石在路基中的布放参数：以路基沉降和侧向变形为指标，分析了超大粒径块石的最佳层位布放和填筑方式，探讨了超大粒径块石在路基中水平和竖直方向的位置关系；以边坡安全系数为指标，分析了边坡处超大粒径块石的位置对路基稳定性的影响。结合以上布放参数，在考虑施工便宜性的基础上，确定了超大粒径块石在路基填筑中的布放施工方案。 （6）针对超大粒径块石的特点，研究设计了超大粒径布放的施工工艺，优化了分层摊铺、整平和碾压等施工工艺，并对含超大粒径块石路基施工质量的检测方法进行了研究。 |
| 作者： | 宋杨 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 魏连雨 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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