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平原水网地区低路堤高速公路路基动力特性研究
| 论文题名： | 平原水网地区低路堤高速公路路基动力特性研究 |
| 关键词： | 高速公路;低路堤;交通荷载;动力特性;数值模拟;原位测试 |
| 摘要： | 高速公路低路堤设计具有节约土地资源、节省投资、施工方便、行车安全、景观协调、路基病害少等优点。同时降低路堤高度也有其弊端，主要有:低路堤易受地下水渗透和地表水冲刷;路堤高度降低造成交通荷载无法充分扩散传递至地基，从而加剧地基沉降变形。此外，交通动荷载振动也易引起地基不均匀沉降。这些问题可以归结为水、交通荷载对路基的作用问题。因此，如何分析交通荷载对低路堤路基的影响就是急需解决的关键技术问题。本研究以此为着眼点，重点从以下几个方面研究交通荷载作用下路基的动力响应对路基状态影响: (1)首先通过对国内外资料的调研，掌握了交通动荷载对路基的主要影响及其机理，明确研究此类影响所需的手段和方法，在此基础上提出低路堤路基研究存在的主要不足和改进方法。 (2)提出了交通荷载对低路堤影响的现场试验方法。该方法采用原位测试技术，以实际通过车辆为振源，测试内容包括路面振动、路基路面内部结构动力响应等，并重点介绍了测试元件埋设方案，方案包括测试位置的选取、适用元件的性能、埋设技术，可作为今后类似实验的参考。 (3)现场测试获取了不同车辆荷载经过路面时引起的路面各结构层、路床以及路表面的动应力、动应变、振动加速度、动位移等振动数据，分析认为，路基顶面动应力沿深度方向衰减，距路面项面0.7m处动应力衰减达60％;公路各结构层动应力随着交通荷载的增加线性增大;路面动位移的时域波形主要由低频率组成，且主要受车辆载重影响。路面结构层动态响应随速度的增加而减小，而应力变化随着载重的增加而增加的。 (4)依据试验段现场资料建立有限元计算模型，以补充测试试验无法获取的路基动力响应状态。分析得到，当采用标准120kN幅值加载时，交通动载影响深度在2.5m范围以内比较明显，振动加速度影响范围在5.5m以内;随荷载幅值增加动应力随之增加;交通荷载相同条件下，路堤高度影响明显，随高度降低路基沉降增加明显;但路面模量的增加对沉降影响较小。 |
| 作者： | 刘准 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 徐林荣;林中湘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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