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土工格栅处理软土路基的有限元分析及沉降预测研究
| 论文题名： | 土工格栅处理软土路基的有限元分析及沉降预测研究 |
| 关键词： | 土工格栅;软土路基;有限元分析;神经网络;沉降预测;拉拔试验 |
| 摘要： | 论文首先论述了土工格栅作为一种工程加固材料的主要物理力学特性以及其加筋机理研究的现状，介绍了土工格栅处理软土路基的各种计算方法。随后通过土工格栅在砂砾料和粘性土中的拉拔试验，分析了土工格栅界面摩擦特性的影响因素，并且通过现场试验监测数据分析了土工格栅在实际工程中的应用特性。采用有限元软件PLAXIS对土工格栅处理软土路基进行模拟分析，探讨了路基路堤填筑高度、土层条件、加筋与否等因素对高速公路路基沉降的影响规律。利用人工神经网络模型，对土工格栅处理软土路基沉降进行预测分析。本文的主要内容如下： 1、通过室内拉拔试验，研究分析了土工格栅界面摩擦特性的影响因素，发现土工格栅与砂砾的摩擦系数大于与粗砂的摩擦系数，说明砂砾的加筋效果比粗砂的要好，因而在实际工程中宜优先选用，而在考虑土工格栅作为加筋材料时，必须考虑与填料的相互作用。通过现场试验研究，发现由于土工格栅具有应力扩散的能力，其可以有效提高软土路基的整体强度，减少不均匀沉降，减少路基路堤堤脚的水平位移，提高边坡的稳定性。 2、通过有限元分析计算，发现土工格栅对路基的加筋处理效果明显，土工格栅对路基的侧向位移明显起到了一个限制作用。同时土工格栅可明显地改变路基中的应力场，土工格栅的加筋约束作用使路基路堤填土受到的水平应力得到大的提高，改善路基土体的受力状态，提高了路基的整体强度，减小路基的不均匀沉降。并且土工格栅还可以明显的提高路基边坡的安全系数，使路基更加安全可靠。另外，有限元分析表明，一层土工格栅加筋路基比未加筋路基的整体性和抗滑动能力提高很多，但较两层土工格栅加筋路基差较多，因此在高填方路基工程中，尽可能采用两层及两层以上土工格栅进行处理。 3、建立了基于人工神经网络的沉降预测模型，通过对实测沉降的训练，获得沉降与各影响因素之间复杂的非线性关系。与传统的曲线拟合法相比，不必事先人为地假定沉降发展模式，最大限度地减少了人为因素造成的预测误差。通过BP神经网络模型，对土工格栅处理软土路基的沉降进行预测，其精度高，不易受干扰。通过预测值可预先知道下一步软基所能达到的沉降量，可为沉降控制及采取相应的施工措施提供参考，同时最终沉降量的预测结果也具有一定的工程应用价值。 |
| 作者： | 黄辉 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 李俊才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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