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原文传递曲线型挡土墙设计计算及工程应用研究

论文题名：	曲线型挡土墙设计计算及工程应用研究
关键词：	等级公路;高填方路基;曲线型挡土墙;重力式拱墙;路基稳定性
摘要：	近十几年来，山区高等级公路飞速发展，然而在山区修建高等级公路，“V”型冲沟必然将是一大难点，高填方路基自然就成为了该情况下的首选结构形式，一般来说，高填方路基的填筑高度在20m～40m的范围，由于填筑路基的超高性而引起的高填方路基稳定性问题被广泛关注。目前，对于V型冲沟高填方路基的稳定性的研究在国内外开展得还不是很多。影响V型冲沟高填方路基的稳定性的因素众多，其中高填方路基受力特点和支挡结构物形式对V型冲沟高填方路基稳定与变形的影响是极其重要的一个因素。　　论文从一般直线型挡土墙出发，以重力式挡土墙为例分析了直线型挡土墙的受力特点，介绍了挡土墙稳定性验算，并以此为对比，结合V型冲沟高填方路基的受力特点，采用理论探讨与数值分析相结合的方法，对V型冲沟高填方路基稳定性进行了系统的分析，引出了曲线型挡土墙。最后结合奉节东立交V型冲沟高填方段工程，进一步分析了Ⅴ型冲沟高填方路基支挡结构物的合理形式，分析了取得了以下成果: 　　①在常用的边坡支护结构的基础上，用重力式挡土墙来作对比，再结合河流中的水坝，从而提出重力式拱墙的结构。通过计算发现拱座处墙顶宽度保持为1m不变，沟心处墙顶宽度B0≤1.5m时，墙身随墙体重量的增加，变形与应力降低较为显著;变截面拱墙沟心处墙顶宽度取1.5m比单圆心拱墙墙顶宽度取1.5m要少用82.1m3的混凝土，而拉应力只增加了0.01Mpa，有效降低了工程造价。　　②虽然V型冲沟对高填方路基的三维约束作用从某个角度上来说有利于路基的稳定性，但还是必须考虑其他各种因素的综合作用。为此，有必要考虑在坡脚相应位置设置挡土墙。按规定，安全系数不得小于1.3，按此系数控制，经过计算分析得到，墙身截面相同时，曲线型挡土墙的应力、变形都比直线型的要小。进一步研究发现，当采用材料为混凝土的挡土墙最大拉应力的强度设计值1.27MPa控制时，得到墙身合理的轴线形式为半径70m的圆弧。此外，从填土高度与土压力的关系这一方面来说，冲沟两侧和中心是不同的，两侧填土高度低，沟心高，从而对应的土压也是两侧小，沟心大。由此可以想到，在保证挡土墙最大拉应力不超高1.27MPa的条件下，逐渐让挡土墙的厚度由厚到薄逐渐过渡，最终得到V型冲沟高填方路基合理的支护形式为中间厚两端渐薄的变截面曲线型“反拱式”挡土墙的结构形式。　　系统研究V型冲沟高填方路基整体稳定性及其合理的支护形式，并结合具体的工程实际来对曲线型挡土墙设计计算及工程应用开展研究，弄清V型冲沟高填方路基稳定性的变化条件和变化机理，深入了解其变化趋势，掌握系统的理论和方法，进而为我国西部山岭冲沟发育地区的高速公路的边坡支护形式提供一种技术上可行，经济上较为合理的方案。
作者：	廖秀锋
专业：	交通运输工程
导师：	丁静声;廖玉春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文