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土工合成材料在半填半挖路基中的应用研究
| 论文题名： | 土工合成材料在半填半挖路基中的应用研究 |
| 关键词： | 土工合成材料;半填半挖路基;路基边坡稳定性;加筋;差异沉降;土工格栅;土工格室;填土材料;铺设间距;抗拉强度;工程;周围环境影响;物理力学性质;数值模拟;优化方案;稳定性规律;不均匀沉降;新填路基;数值计算;施工工艺 |
| 摘要： | 在山区高等级公路建设中,经常会遇到半填半挖路基修筑问题。由于半填半挖路基一侧为原岩或原固结土层,一侧为新填路基,交界面两侧土体的物理力学性质有很大的差别,这常常会导致填挖路基差异沉降,从而引发路面结构的破坏。 对于山区半填半挖路基,可以采用土工合成材料(如土工格栅、土工格室等)加固路基,一方面靠土工合成材料的抗拉强度增加新填部分和原状路基之间结构联系,提高路基边坡稳定性;另一方面可加强路基结构的整体性,减少半填半挖路基的不均匀沉降。 本文在分析半填半挖路基特点及土工合成材料加固机理基础之上,对半填半挖路基边坡进行了分类,探讨了常用的半填半挖路基加固技术及沉降监测技术,并重点研究了土工合成材料法的施工工艺。 论文以实际工程为背景,运用土岩有限元分析软件Midas-GTS建立数值分析模型,对半填半挖加筋路基沉降及稳定性进行了分析计算。首先通过数值计算结果和工程实际监测成果的对比分析,验证了数值模拟的合理性。并进一步对半填半挖路基在不同工况(主要指不同的加筋长度、加筋间距、土工合成材料类型、填土材料)下的变形特征和稳定性规律进行了扩展研究,探讨了加筋优化方案。得到以下结论: (1)土工合成材料法对半填半挖路基的地基要求不高,且无须大型机械参与作业,对周围环境影响小;在收缩填方路基边坡坡脚的同时,又能与坡面绿化技术相结合,美化环境。适用于一般的岩质、土质交接面路基边坡加固; (2)加筋的形式直接影响着半填半挖路基加筋的效果及工程的经济性。通过分析表明,多层全铺形式的加筋方案能更好的解决差异沉降问题,路基上部铺设间距应在0.3m～0.5m之间,路基下部铺设间距可适当增大; (3)土工格栅抗拉强度高,土工格室侧限能力强。实际工程中可将二者结合使用; (4)为了更有效的提高半填半挖路基的稳定性,路基填土材料宜选用砂砾土; (5)根据实际情况建立了车辆的简化加载模型,以交通荷载对路面的动力响应为标准,进一步定量评估了半填半挖路基的优化加筋方案的效果。 |
| 作者： | 刘洪洋 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高文学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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