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强夯加固高填方路堤施工力学行为分析及应用研究
| 论文题名： | 强夯加固高填方路堤施工力学行为分析及应用研究 |
| 关键词： | 高速公路;高填方路堤;强夯加固;动态特性;承载力;数值模拟 |
| 摘要： | 在山区修建高等级公路时，将不可避免的会遇到大量斜坡地基上的填方路堤。斜坡地基上填方路堤已成为山区公路的主要路基形式，但目前，对于斜坡地基上填方路堤的工作性状尚缺乏系统的研究。 论文结合常德-吉首高速公路建设实践，通过采用理论分析、现场强夯试验、数值计算和理论推导等手段分别对强夯加固机理、路基动态特性、路基静态性状及静态与动态承载力进行了较为系统的研究，获得了如下创新性成果。 (1)通过现场强夯试验，对强夯处置下斜坡地基上高填方路堤的动态特性及承载力变化规律进行研究，得出：对于同一个夯点而言，在竖直方向上与水平方向上动应力衰减速度不同，前者动应力的衰减速度相当快并与距离夯锤的距离成反比，而后者动应力衰减较慢，影响范围也较小；等压线图的分布规律为：上部密集、下部稀疏，呈现出上小下大的梨形形状；强夯加固效果随着夯击能的增加而变化显著；强夯后的承载板试验的沉降量位移仅为强夯前的50％左右，路基的承载力得到显著提高。 (2)通过采用理论分析与动态数值模拟相结合对强夯加固地基的机理进行研究，得出：冲击波在土中的传播过程是强夯法处理地基的基础，压缩波对强夯加固效果最为显著；数值分析和现场试验结果数值相近，所揭示的土体应力应变规律相同，充分说明了数值计算的准确性及现场试验的成功，试验成果可为以后同类条件下路基加固提供参考。 (3)分别对斜坡地基上的全填、半填及上部全填高填路堤的代表性里程断面的工作性状进行静态数值模拟与分析，得出：一定施工荷载作用对高填路基填筑质量的保证整体上是有利的；施工荷载加载与否对半填筑高填路基的等效应力与垂直方向应力分布影响很小，总体趋势上会因施加施工荷载而使其中的等效应力增加，但增加幅值并不大，基本上与所施加荷载对应；施工荷载加载与否对半填筑高填路基的总位移与垂直方向位移分布影响很小，分布趋势是上大下小，而且垂直方向位移占主导。 (4)对强夯加固范围及斜坡地基上填方路堤静态与动态承载力极限分析的计算公式进行推导，并对推导的结果进行分析，分析表明：在静态承载力极限分析方面，得出了带状荷载下边坡的静态承载力系数与土体内摩擦角和边坡坡角的关系，并绘出了带状荷载下边坡的静态承载力系数与土体内摩擦角和边坡坡角的关系图；在动态承载力极限分析方面，得出相关联流动法则下斜坡地基上填方路堤的破坏模式及斜坡地基动态承载力系数随地震系数的增大而减小的关系；对于相同的地震系数和相同的坡角，斜坡地基动态承载力系数随剪胀系数的增大而增大。 |
| 作者： | 郭乃正 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 李亮;杨小礼 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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