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交通荷载下盐渍化软土地基低路堤动力响应分析
| 论文题名： | 交通荷载下盐渍化软土地基低路堤动力响应分析 |
| 关键词： | 盐渍化软土;交通荷载;路基动力响应;低路堤设计;数值计算 |
| 摘要： | 本文依托工程为通古勒格淖尔至额尔克哈什哈公路，该项目位于腾格里沙漠，沙漠区域内，沙丘、盐沼、山地、湖盆、草滩及平原交错分布，路线穿过湖盆地带，较多分布为盐渍化软土。此外，沙漠地区公路多设计为低路堤，受交通荷载的影响更甚。 本文通过现场调查与室内试验对公路沿线盐渍土分布特征进行了研究，得到了沿线盐渍土分区图；建立现场试验路，在施工期与运营期对路基进行沉降观测，结果表明，除去异常数据断面，采用风积沙、砂砾换填处治，沉降速率较小，沉降稳定，满足工程建设要求。 根据本项目实际，采用简谐荷载模拟交通荷载，以分布带的方式实现荷载移动，建立了移动简谐荷载下三维路堤模型，对风积沙换填处治、车辆满载和车速40 km/h下的路基动力响应进行了数值计算，分析了竖向位移、应力沿深度变化的规律以及动应力的滞后效应，得到了动力时程曲线，结合路基工作区概念，确定了该工况下风积沙路基动力响应影响深度约为1.9 m。与上文同位置的地基换填深度对比，进一步验证了试验路段的处治方案是合理的。 考虑超载、地基加固区材料及行车速度等因素，单因素变量控制进行数值计算。超载时，动力响应影响深度远大于满载下的1.9 m，从竖向塑性应变区域可以看出，超载可能对路基及边坡造成很大的破坏；采用砂砾处治时，砂砾材料改善了上部路基的变形特性；动荷载的作用时间与幅值是动力响应的主要影响因素，竖向动位移、等效塑性应变值主要受作用时间的影响；车速增大引起了更大的动荷载幅值，导致竖向动应力的波动增长剧烈，竖向塑性应变越大。随着车速增大，动力响应愈加剧烈，随后变弱，对应车速下，动力响应有一个峰值，本文中108 km/h时，动力响应最为明显。 与已有的试验研究成果进行了对比，结果表明，本文有限元模型数值计算结果在规律上是可靠的，得到的结论与试验段监测结果可以为其他类似地区盐渍化软土地基及低路堤设计施工作参考。 |
| 作者： | 陈乐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杜秦文;张留俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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