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软黏土一维蠕变特性及减少公路工后沉降方法研究
| 论文题名： | 软黏土一维蠕变特性及减少公路工后沉降方法研究 |
| 关键词： | 桥头跳车;软土路基;换填厚度;换填时机;超固结土 |
| 摘要： | 随着“一带一路”战略的深入推进，我国的交通行业发展进入新格局。在高速公路快速发展的同时，桥头跳车始终未得到有效的解决。浙江地区分布大量深厚的软黏土，这些软黏土通常含水量比较大、压缩性大、渗透性小、抗剪强度低，具有明显的蠕变特性，容易发生较大的工后次固结沉降，是造成桥头跳车的最主要原因之一。应用排水固结+轻质路堤的方法，可以使土体由正常固结状态转为超固结状态，使土体蠕变系数大大减小，因而可以采用该方法减少工后次固结沉降。 本文结合实际工程，依托浙江交通规划设计院“浙江软黏土次固结特性及减少工后次固结沉降”的课题，对浙江省软黏土的蠕变特性、工后沉降实用计算方法和轻质路堤换填设计开展了系统研究。主要研究工作和成果如下： （1）对浙江省I1、I2、I3、I4和I5区正常固结软黏土进行了一维次固结（蠕变）和常规土工室内试验，分别选取温州、绍兴、湖州、台州和宁波等地区软黏土进行研究，分析了正常固结土次固结（蠕变）系数与土样类型、固结压力、取样深度、含水率、液性指数、塑性指数、压缩指数等因素的相关性，给出了各区软黏土次固结（蠕变）系数的取值范围，为工程设计提供一定的参考。 （2）开展超固结土的蠕变试验研究，根据一维Yin-GrahamEVP理论，提出了根据试验确定超固结土的蠕变系数的方法。结合实际工程情况，具体研究了超固结比对超固结软黏土蠕变系数的影响和蠕变系数的时间效应。超固结土的蠕变系数随着超固结比的增大大幅减小，蠕变系数和超固结比之间的关系可以通过指数函数进行拟合；超固结土的蠕变系数随时间的发展呈现先减小而后增大的特点，建议实际工程中采用试验室7天的蠕变系数计算工后次固结沉降。 （3）开展了一维动荷载作用下土体蠕变的宏微观试验研究，并与静载作用下的情况进行对比。土体在动荷载作用下的蠕变变形呈现出随超固结比的增大而减小的变化特点。采用电镜扫描、核磁共振等手段尝试解释其微观变形机理。动荷载作用下软黏土的结构性会被破坏，出现加速蠕变的现象。微观上表现为动荷载作用后，大孔隙向中小孔隙方向发展；土体大颗粒破碎与小颗粒聚集同时发生，土颗粒集合体结构呈片状相互镶嵌；超固结比越大，孔隙的有序性越强。 （4）结合工程实际情况对EVP模型进行适当的简化，提出利用试验确定的超固结土蠕变系数和工程监测数据计算工后次固结沉降的实用方法，并以实际工程数据对比验证该方法的可行性和准确性。 （5）根据工后沉降的实用计算方法和超固结土蠕变特性，提出了轻质路堤换填厚度设计的具体流程，以及换填时机的确定方法。 |
| 作者： | 周飞 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 夏唐代 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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