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基于改进有限元模型的桩承式加筋路堤土拱效应研究
| 论文题名： | 基于改进有限元模型的桩承式加筋路堤土拱效应研究 |
| 关键词： | 软土地基;加筋路堤;荷载传递;土拱效应;桩土应力比;改进有限元模型 |
| 摘要： | 随着国民经济的高速发展，我国高速公路和铁路等工程的建设方兴日盛，而这些工程的建设难免会遇到软土地基。在软土地基上直接进行工程建设难以保证其稳定性和沉降要求。桩承式加筋路堤是近年来应用较为广泛的新型地基处理技术，但是桩承式加筋路堤的工作机理非常复杂，土拱效应是桩承式加筋路荷载传递机理的重要组成部分。目前对于桩承式加筋路堤土拱效应的研究还存在不足之处，基于现场试验的研究相对较少，数值模型研究有待进一步深入。因此，本文对桩承式加筋路堤已有研究成果进行综述并对比分析了常用的土拱效应理论计算方法。在此基础上，本文主要开展工作如下： (1)依托鄂州市吴楚大道桩承式加筋路堤工程开展现场试验，选择试验段典型剖面在桩间土和桩顶上布置土压力盒等试验装置。然后，提出改进的有限元模型，此模型忽略桩体的压缩，约束桩顶上路堤土体底部的竖向位移，把桩间土简化为离散的弹簧单元，用弹簧模拟桩间土特性。 (2)将改进有限元模型计算结果分别与本文现场试验及费康室内模型试验的结果进行对比，验证了模型的正确性，然后利用改进模型的计算结果，研究了路堤土拱的形成过程及路堤填土应力场和位移场的分布规律，确定了路堤中等沉面的高度以及实际土拱效应的影响高度。 (3)通过调整数值模型的计算参数，研究了路堤高度、桩间距、加筋体、桩间软土性质及路堤填土性质等因素对路堤沉降特性、桩体荷载分担比及桩土应力比的影响规律。结果表明，桩间距和路堤高度的相互关系决定了路堤表面是否会出现差异沉降，加筋体的铺设和路堤填土性质的提高都有助于土拱效应的增强，桩间软土性质对等沉面高度和土拱效应均有一定的影响，可供工程设计参考。 |
| 作者： | 谢亚杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苗雨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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