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富水深厚软土地区保水路基结构设计方法及关键参数研究
| 论文题名： | 富水深厚软土地区保水路基结构设计方法及关键参数研究 |
| 关键词： | 城镇道路;保水路基;结构设计;深厚软土地基 |
| 摘要： | 富水深厚软土地基大变形沉降问题仍是目前道路修筑及运营过程中常见的工程问题，虽然软土地基处理技术的发展使得软基的沉降可以得到一定控制，但对深厚软土地基的沉降控制仍没有取得理想的效果，深厚软土地区的道路沉降造成的桥涵结合部破坏以及城镇道路积水仍是目前道路建设亟待解决的问题。为减少和控制富水深厚软土地基道路沉降，本文提出了一种保水路基结构设计方法。采用文献调研、基础实验及数值模拟相结合的手段，分析了保水路基结构层各关键参数的影响，并对该设计中给水层水压及回灌井设置效果进行了分析讨论，系统研究了通过工程手段向地基补水保持软土含水率以达到减少深厚软土地基上道路沉降的机制。主要研究内容和成果如下。 首先，对目前国内外深厚软土地基处理方法及地基回灌技术在工程中的应用展开了文献调研，并对深厚软土地基上道路沉降机理及地下水渗流的相关理论进行了总结分析，结合现实软基区道路丰水季沉降较小枯水季沉降明显的现象提出了一种保水路基结构设计方法。 其次，基于保水路基结构设计理念开展了渗流条件下的单轴蠕变压缩的室内实验研究。通过对不同轴压及外部水压荷载下软土含水率、沉降、及压力的变化分析，得到了外部水压荷载条件下，淤泥质软土上部土体含水率有所增加，沉降有所减小的实验结果，从而为保水路基结构的设计提供了基础实验支撑。 再次，采用数值模拟的方法研究了保水路基结构层各关键参数对路基沉降的影响。进行了保水路基设计结构的给水层水压施加方式、隔水层宽度及两侧埋深、砂井的布设间距及长度、路堤填料重度等影响因素数值模拟计算。重点分析了给水层定水压及变水压条件下道路结构、软土地基的沉降及土体含水率随时间及空间的变化规律，得到了给水层水压的设置对上部路堤及下部地基沉降减缓机理上的差异，并给出了地基沉降减缓效果最好时对应的外部水头高度。砂井的设置会使得地基前期沉降速率有所增加，但后期对地基有补水效果，可以减缓路基沉降；隔水层宽度及两侧埋深变化对减缓道路沉降作用不大；给水层补水条件下采用轻质路堤填料可以极大减小路面与地面之间相对沉降。 最后，对深厚软土地基内部回灌井补水减少路基沉降效果进行了数值模拟分析，讨论了回灌井设置方式、回灌流量和埋深等因素对地基沉降、有效应力及渗流场变化的影响。 |
| 作者： | 陈佩 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 张晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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