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原文传递土工加筋路基沉降分析与设计

论文题名：	土工加筋路基沉降分析与设计
关键词：	土工加筋路基;桩承式加筋路堤;土工合成材料;土工格室;抗弯刚度;筋土界面特性;土拱效应;Pasternak模型
摘要：	土工加筋路基作为一种新型路基结构形式,其加固效果已经被工程实践所证明。然而,目前对于土工加筋路基的理论研究滞后于工程实践,对于路面结构、路基填料、土工加筋体以及下卧层软土地基协同工作性状的理论研究有待进一步深入,在分析土工加筋路基受力变形分析时,往往忽略荷载在路基及地基传递过程中的扩散效应,土工合成材料变形的理论模型中对筋材抗弯刚度以及筋土界面位移-软化特性的考虑较少,从而使土工加筋路基的理论计算结果与工程实践相差较大,限制了土工加筋路基的应用范围。　　为了研究路面荷载作用下土工格室加筋体的受力与变形机理,正确反映土工格室加筋体与地基之间的荷载传递模式,建立了考虑路基填料和地基土体剪切作用的土工格室加筋体简化分析模型。路基填料和地基土层采用双参数的Pasternak模型,克服了传统Winkler地基模型无法考虑路基填料和地基中应力扩散的缺点。基于特征值分解法求解土工格室加筋体变形微分控制方程,得到了准解析的解。计算发现考虑土体的剪切特性对准确分析土工格室加筋体的受力和变形十分重要;同时发现当下卧地基较软弱时,土工格室加筋体的加固作用更加明显。　　为了明确软土地基上土工加筋路基的在路面车辆荷载作用下的变形特性,优化加筋路基的设计,建立了路面结构、路基填料、土工加筋体以及下卧层软土地基协同作用的简化分析模型。考虑土工合成材料的抗弯能力及其与周围土体之间的垂向和切向的界面作用特性,分析推导了土工合成材料的变形控制微分方程,提出了路面荷载作用下土工加筋路基变形的总体控制方程,采用基于三次多项式的配置法进行求解,通过与三个室内试验结果进行对比验证了本文模型的可靠性。基于提出的土工加筋路基简化分析模型,考察了土工加筋路基的受力变形特性和相关参数对加筋路基效果的影响,为路基中土工加筋的优化设计提供了参考依据。　　为了研究桩承式加筋路堤的受力变形特性,建立了考虑土拱效应的桩承式加筋路堤简化分析模型。采用考虑路堤中土拱效应的荷载传递分析模型,计算作用在土工合成材料上的荷载;将桩和桩间土简化为Winkler模型,同时引入本文提出的土工合成材料变形分析简化模型,得到桩承式加筋路堤简化分析模型的控制微分方程,采用循环迭代法进行求解。将该模型退化为桩承式路堤分析模型后,与模型试验进行对比验证了模型的可靠性。在此基础上,计算分析了相关参数对桩承式加筋路堤加筋效果的影响。为桩承式加筋路基的优化设计提供了简单可靠的方法。
作者：	宋广
专业：	岩土工程
导师：	边学成
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文