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交通荷载下高速公路路基长期沉降分析研究
| 论文题名： | 交通荷载下高速公路路基长期沉降分析研究 |
| 关键词： | 高速公路;循环荷载;公路地基;地基沉降 |
| 摘要： | 伴随着我国交通基础建设的迅猛发展，交通荷载引起的高速公路路基长期沉降问题也引起了学者与设计者的重视，如何预测和有效控制沉降成为亟待解决的问题。但从研究现状来看，研究多集中于地震荷载分析，对长期施加的交通荷载、对沉降敏感的饱和软土以及往复荷载下复合地基沉降的研究较少，本文在总结室内三轴试验和边界面本构模型的基础上，建立了易于工程实现的软土路基地基长期沉降的实用预测方法，并对复合路基长期沉降计算方法进行了探讨，从而为下一步探索控制和减少路基长期沉降的有效途径提供了可靠的理论依据和数值分析手段。主要研究成果包括： ⑴鉴于许多试验研究不能反映土体实际固结状态以及循环次数较少的情况，采用GDS土体多功能三轴试验机，对上海饱和淤泥质软粘土进行了一系列的偏压固结静力三轴试验与大数目循环次数的循环三釉实验，针对其在围压、动应力水平、排水条件影响下的变形规律进行了系统分析。 ⑵基于边界面理论建立了循环荷载下的各向异性边界面模型，模型既可以反映各向异性的影响，又可以描述循环荷载条件下卸载再加载的弹塑性特性。在详细的参数分析基础上通过对多组试验结果进行拟合，验证了模型具有较好的预测能力和较为广泛的适用性。 ⑶基于室内试验结果与各向异性边界面模型，提出了一个采用拟静力有限元计算和经验拟合计算模型相结合的实用方法来预测交通荷载下软土路基的长期沉降。首先在本文作者提出的不排水循环累积塑性变形与累积孔压计算模型的基础上，利用各向异性弹塑性模型推导得到的K0固结饱和软粘土不排水抗剪强度公式，提出了一个预测K0固结饱和软粘土循环累积变形特性的实用计算模型，并对作者已做的针对上海地区饱和淤泥质软粘土的非等向固结循环三轴试验进行了拟合，得到所需参数，同时也验证了改进后模型的合理性。将二维有限元计算和经验拟合计算模型相结合，同时基于工程实用的分层总和法，建立了一种长期沉降的简化实用计算方法，最后通过具体隧道工程实例验证了该方法。 ⑷当软土地基不能满足地基要求时，需要进行地基处理形成复合路基，目前重载交通作用下复合地基长期沉降研究还较为缺乏。基于本文提出的软土路基长期沉降实用计算方法的思路，对交通荷载作用下复合路基长期沉降问题进行了一些探讨。 |
| 作者： | 刘明 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 凌建明 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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