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高速公路拓宽路基差异沉降特性与控制措施研究
| 论文题名： | 高速公路拓宽路基差异沉降特性与控制措施研究 |
| 关键词： | 高速公路;拓宽工程;有限元分析;路基差异沉降;预应力管桩;控制措施 |
| 摘要： | 高速公路改扩建工程中,拓宽路基的差异沉降问题是不可避免的,如何确定新老路基差异沉降的控制指标和采取合理措施控制该差异沉降是进行工程设计和施工过程中的关键问题。本文运用有限元分析软件ADINA,对高速公路拓宽路基的差异沉降特性与控制措施做了系统的分析,得出以下研究成果: 1、运用有限元软件建立了高速公路拓宽工程的计算模型,分别从路基和地基的竖向位移、水平位移、竖向应力和剪应力四个方面分析了路基拓宽前后差异沉降特性的变化;并深入分析了新路基拓宽宽度、路基填方高度、新路基填料参数、地基填料参数等影响因素所引起的差异沉降变化规律。 2、建立新老路基差异沉降作用下路面结构应力响应的计算模型,分析不同结构层参数对路面结构附加应力的影响,并采用正交分析法对结构层参数的变化进行敏感性分析,指出基层的厚度和模量是影响路面结构层附加应力的主要因素。 3、为确定新老路基差异沉降控制指标,首先从路面结构的功能安全性考虑,通过对差异沉降作用下路面结构层应力响应的计算模型进行分析,以基层材料水泥稳定级配碎石的劈裂抗拉强度作为破坏标准,反算出新老路基的差异沉降限值;接着从路面材料的疲劳破坏方面考虑,计算出基层材料的容许拉应力,再以此作为破坏标准反算出新老路基的差异沉降限值。 4、运用有限元分析软件,建立了地基沉降的计算模型,通过拟合地基沉降曲线,并将其作为位移约束条件施加到路基底部,继而分析路基顶面的沉降特性,依据控制目标反算出地基差异沉降的控制限值,并以此作为地基差异沉降的控制指标。 5、利用数值分析方法对高速公路拓宽工程中差异沉降的控制措施进行研究,结果表明预应力管桩复合地基的应用对于控制差异沉降有着较为良好的效果。在此基础上分析研究了桩体长度、桩体模量、桩间距、垫层材料模量和格栅材料模量五个因素对降低沉降效果的影响。 |
| 作者： | 宋文佳 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 翁效林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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