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公路软基侧向变形规律及本构模型研究
| 论文题名： | 公路软基侧向变形规律及本构模型研究 |
| 关键词： | 公路软基;侧向变形;本构模型;蠕变模型;模型试验;软土地基 |
| 摘要： | 软基在外部荷载作用下，常常会发生较大的侧向变形。软土地基侧向变形会对路基上部土体产生拖拽力，带动上部土体向两侧位移，产生裂缝，引发诸如桥台变形、道路开裂、路基失稳等工程问题。目前国内外对软土侧向变形的研究比较缺乏，在这一领域的理论和相关技术研究还没有深入系统研究，许多关键性的问题尚需通过深入的研究和相应的实践后才能得到解决。本文针对目前国内外侧向变形研究存在的问题，分析了中山大学地球科学系侧向变形科研项目的室内试验和野外监测数据，进行了软基侧向变形的相关研究和探讨。 本文研究内容主要包括：分析软土侧向变形的控制因素，探讨软土侧向变形的时空分布规律；分析软土侧向变形的弹性和蠕变特征，建立考虑路堤加载方式的软土侧向变形本构模型；分析软土与测斜管的相互力学作用，建立测斜管的力学变形模型；探讨测斜管测量软土侧向变形的新方法。 通过对室内实验和野外监测数据的分析，得出结果表明：荷载越大，加载时间越长，软土侧向变形量越大；软土层厚度越大，软土侧向变形越明显；加载总强度相同，每次加载强度也相同时，加载速率越快，软土侧向变形量越大；排水条件下软土侧向变形明显小于其在不排水条件下的侧向变形；硬壳层和土工布均能减少软土侧向变形；均质软土层的侧向变形在深度剖面上的分布规律并不随加载强度、排水条件、时间和加载速率的改变而改变；软土最大侧向变形在软土层0.35～0.45倍深度取得。建立了考虑加载方式的软土侧向变形弹性模型；改进了修正的考马拉-黄模型，考虑软土加载方式和加载时间的影响，建立了软土侧向变形蠕变模型；结合软土侧向变形的弹性模型和蠕变模型，建立了软土侧向变形本构模型；利用软土侧向变形本构模型对广珠高速2个监测断面数据进行计算分析，结果显示软土侧向变形量约占路基土总变形量的14％～17％左右。根据弹性理论建立了不同地质条件下软土层中测斜管变形力学模型；利用测斜管的变形挠度制定了判断软土是否绕过测斜管的标准；在此基础上提出了当测斜管变形达到临界变形时，再重新插入新测斜管进行观测的新原位测试方法。 通过对软土侧向变形进行研究，既可以在理论上对公路软基侧向变形有一个更加深入全面的认识，同时在工程技术上能够合理控制软土地基侧向变形，消除因软土地基侧向变形引起的桥台变形、路基失稳等病害，确保道路的使用性能，延长道路使用寿命，降低养护费用。从而为软土地区高等级道路工程质量和建设水平的提高提供可靠的科学依据，为软土侧向变形的监测提供更有效更合理的方法，具有重要的实践和理论意义。 |
| 作者： | 王占华 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 汤连生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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