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高速公路路基拓宽泡沫轻质混凝土离心模型试验研究
| 论文题名： | 高速公路路基拓宽泡沫轻质混凝土离心模型试验研究 |
| 关键词： | 高速公路;路基材料;泡沫轻质混凝土;不均匀沉降 |
| 摘要： | 泡沫轻质混凝土作为一种新型材料，因其具有多孔性、轻质性、密度和强度可调节性、耐久性、以及良好的施工性、硬化后可自立等优良特性，适用于解决高速公路拓宽路基不均匀沉降问题，具有良好的工程应用前景。 针对目前高速公路路基拓宽工程遇到的沉降不均匀问题，本文利用泡沫轻质混凝土新型材料，运用室内试验、数值模拟和离心试验等方法，对泡沫轻质混凝土进行了一系列研究，主要的研究内容及取得的研究成果有: (1)通过无侧限抗压强度试验，研究泡沫轻质混凝土应力-应变特性，以及无侧限抗压强度、弹性模量等参数与湿密度之间的关系。随着湿密度增加，其标准化应力-应变曲线的变化模式从点屈服逐渐过渡到振荡屈服;抗压强度和弹性模量也逐渐增大。湿密度为700kg/m3的泡沫轻质混凝土其抗压强度可达到1.0MPa，能够满足高速公路拓宽填料要求标准。试验所得泡沫轻质混凝土力学参数，为公路拓宽路基沉降预测、应力计算、数值模拟等提供可靠依据。 (2)采用数值分析的方法，研究了高速公路路基拓宽全阶段新老路基的力学表现。计算表明，由于泡沫轻质混凝土自重轻，能够有效改善新建路基段受力条件，降低附加沉降，新老路基差异沉降也随之减少，新老路基侧向位移回缩量降低，减少对下部地基土体的孔压扰动，固结沉降量小，改善了下部土体受力情况。 (3)采用离心试验技术，对数值模拟的工况进行离心再现，模拟多年运营期的路基沉降过程。数据表明，泡沫轻质混凝土沉降规律与普通填料相似，整体上表现为混凝土结构特性。工后沉降方面，拓宽路基绕老路基坡脚做类似“刚体”转动，其稳定速度更为迅速。对于下部地基土压力，因其自重荷载与断面结构形式的影响，拓宽段地基土体内部土压力显著减小，对老路基区域的影响也十分微弱，结构整体稳定性好。 (4)通过对泡沫轻质混凝土的上述实验，对比发现其在高速公路路基拓宽中具有明显的技术优势，能够很好的处理新老路基差异沉降，减少由于拓宽带来的地基土体侧移量，改善地基土受力特性，降低对于土体孔压扰动，提高结构整体稳定性，是一种性能优良的高速公路拓宽路基填料。 |
| 作者： | 孙文 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苏谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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