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人工河流路段高填土路基变形与强度研究
| 论文题名： | 人工河流路段高填土路基变形与强度研究 |
| 关键词： | 高填土路基;桥头跳车;桥台土压力;高速公路;路基变形;路基沉降 |
| 摘要： | 在人工河流路段修建高速公路，需要在人工河流上建造桥梁，并在河流两端修建高填土路基。近年来，为了满足一定的设计要求，路堤填筑高度愈来愈大。随着路基填筑高度的增大，土体对桥台的作用力不断加大，对桥台造成了很大的危害；不均匀变形及稳定问题也越来越突出。于是，高填土路基的变形和强度，包括沉降变形、稳定性、桥头跳车和桥台土压力便成了有关工程部门关心的问题。 软土路基变形和强度问题是多年来困扰公路行业的一大难题，越来越引起全国公路建设、设计、监理等部门的重视。有些人工河流路段的地质条件复杂，普遍存在大量的软土层。根据现行规范定义<'[1]，凡天然孔隙比大于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土等。软土的天然含水量大于液限，孔隙比大于1.0，说明软土的状态都属流塑状态，土的力学性质很差。人工河流路段的土层虽然有的并不属于软土，但许多河流路段的土层孔隙比大于1.0，含水量也比较高，这对高填土路基十分不利。例如，如果桥台与相邻路堤因显著的不均匀沉降而错位，将引起桥头跳车现象，严重影响公路的正常运行。因此，在人工河流路段修筑高填土路基，需要加强对高填土路基变形和强度的研究。 为此，本文以山东省道353线的马颊河桥引道路基为例，对人工河流路段的高填土路基的变形和强度进行研究。本文采用Drucker-Prager屈服准则，以非线性有限元理论为基础，建立了针对人工河流路段高填土路基结构的二维和三维计算模型，对人工河流路段的高填路基的变形、稳定性、桥头跳车和桥台所受的土压力进行分析。本文主要进行以下研究工作： 1、建立了高填土路基的二维模型，利用非线性有限元理论和大型有限元软件ANSYS，对高填土路基沉降的变化规律进行了分析；计算出路基和桥台的沉降差，并对桥头跳车进行了分析。 2、建立了高填土路基和桥台的二维模型，利用弹塑性有限元强度折减法和ANSYS，对该地区高填土路基的安全系数及桥台所受的土压力进行了分析。 3、建立了高填土路基的三维模型，运用了空间整体非线性有限元分析的方法和ANSYS，对高填土路基的沉降的变化规律、稳定性和桥头跳车进行了分析。 |
| 作者： | 王海涛 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 薛守义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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