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冻融循环下海相沉积土高速公路路基病害处治研究
| 论文题名： | 冻融循环下海相沉积土高速公路路基病害处治研究 |
| 关键词： | 高速公路;冻胀翻浆;冻融循环;路基改良;石灰改良土 |
| 摘要： | 天津属于沿海地区，地貌以海滩和泻湖为主，且海相沉积软土分布广泛。而且天津处于季冻地区，地下水位高，路基必然会受到冻融循环的影响，从而引发冻胀、翻浆等道路病害。目前，我国普遍采用掺加石灰的方式来改善路基填料的特性，以达到提高道路服务水平，延长道路使用寿命的目的。因此，对路基填料在冻融循环作用下的特性进行研究不仅有助于指导实体工程建设，还能够节约资源，减少成本，从现实意义和经济效益方面考虑具有很大的研究价值。 本文通过室内试验重点分析了海相沉积软土的物理力学指标及改善措施，并对改良土与素土进行了比较分析，发现通过掺加石灰的方式对路基进行改良，能够有效地改善路基填料的各项物理力学指标。 通过冻胀试验对素土、石灰改良土在封闭条件和开放条件下的冻胀特性进行了研究，并分析了含水率、冷却温度、压实度、掺灰比对土体冻胀特性的影响;通过对比分析，石灰能够有效地抑制路基冻胀的发生;对冻融后的素土和石灰改良土进行了静三轴试验、无侧限抗压强度试验、CBR值试验，分析了冻融循环对土体强度、稳定性的影响，结果表明石灰改良土具有较高的强度、稳定性和抗冻融性。 通过动三轴试验对冻融循环后的石灰改良土的动力特性进行了研究，分析了动应力幅值、冻融循环次数、冷却温度、围压对土体累计塑性变形的影响，并建立了动应力和冻融循环作用共同影响下的累计塑性变形的预测模型;并在对土体累计塑性变形分析的基础上，分析了掺灰比、冻融循环次数、冷却温度、围压对临界动应力的影响，确定了素土的临界动应力小于80KPa、石灰改良土的临界动应力为150～250KPa。 在标准状态下的路基动回弹模量标准值MR的基础，引入冻融循环条件下路基土模量折减系数Kη和路基回弹模量湿度调整系数KS，得到了在冻融循环作用及路基土体湿度共同影响下的路基回弹模量，其石灰改良土在路基工作区顶面和底面的回弹模量分别为70.18KPa、58.48KPa，能够满足路基回弹模量的要求。 运用有限元软件ANSYS对石灰改良土路基在冻融循环作用下的应力、应变进行了模拟分析，发现石灰能够有效地抑制路基冻胀现象的发生，提高路基的稳定性和强度。 |
| 作者： | 郭云清 |
| 专业： | 交通运输工程（道路与铁道工程） |
| 导师： | 刘建华;刘代全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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