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基于土-结构相互作用的山区公路路基拓宽改建力学行为数值模拟
| 论文题名： | 基于土-结构相互作用的山区公路路基拓宽改建力学行为数值模拟 |
| 关键词： | 公路工程;路基拓宽改建;力学行为;数值模拟 |
| 摘要： | 对于山区公路路基拓宽改建工程，控制新旧路基顶面差异沉降和保证路基稳定性至关重要。围绕着这一工程目的，本文开展了基于土，结构相互作用的山区公路路基拓宽改建力学行为的数值模拟及其工程处治对策研究。 山区公路路基单侧拼接式拓宽改建多下设包括衡重式挡土墙在内的支挡建筑物于新路基外侧。运用Phase2有限元软件，引入Joint单元，构建描述土-墙相互作用的数值模型，采用两步走、墙面施加非零位移约束方式模拟挡土墙平动加绕墙趾转动（RBT）主动外倾变位，分析挡土墙不同主动外倾变位量对新旧路基顶面差异沉降的影响，并与土工离心模型试验成果进行验证比较。结果表明:下设的刚性挡土墙与新老路基相互作用，共同依存。数值模拟反映当主动外倾量与墙高之比为1％～3％时，由挡土墙主动外倾变位产生的附加差异沉降占总差异沉降的51％～67％。 结合山区公路路基拓宽改建多下设刚性挡土墙的特殊性，运用Phase2有限元软件，采用强度折减法，引入joint，structural interface单元，对山区公路路基拓宽加筋稳定性开展数值模拟，探究填土、土工格栅、土，格栅相互作用三者动态演变规律及对路基稳定性的影响，并以土工离心模型试验成果进行验证。结果表明:铺设土工格栅可削减路基面沉降、限制墙体外倾，增强路基稳定性，并且填土、土工格栅、土-格栅界面对路基稳定性的影响权重动态变化。随着强度折减系数SRF的增加，填土-土工格栅界面单元虽然会滑移失效，但未决定路基稳定性，而衡重台外边缘上层位处土工格栅被拉断失效，轴向拉力骤降，直接导致拓宽路基失稳破坏。 结合我国已完成的路基拓宽工程实践经验及相关领域研究，初步提出了山区公路路基拓宽改建工程对策的基本技术思路，总结了控制新旧路基顶面差异沉降及路基稳定性的工程处治措施。主要包括:路基内部加筋，新旧路基结合部台阶设置，路基填料选择与压实工艺控制，半路半桥结构设置，挡土墙设置，地基处理，拓宽路基边坡防护等工程处治对策。 |
| 作者： | 陈滔 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 邱延峻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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