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原文传递高速公路低路堤动力特性及变形控制技术研究

论文题名：	高速公路低路堤动力特性及变形控制技术研究
关键词：	低路堤;动力特性;交通荷载;刚性桩复合地基;高速公路;变形控制技术
摘要：	保护土地资源是我国一项基本国策，但高速公路路堤的建设则需要占用大量的土地资源，降低路堤高度是解决这对矛盾的主要途径之一。但低路堤高速公路建设中仍然存在两个关键技术问题:一是交通荷载沿深度的传递规律，已有文献中交通荷载作用下地层中动应力的确定以数值计算方法和经验法为主，尚无明确的计算模型;二是交通荷载作用下地基土应力变形耦合的累计变形计算模型，土体的动模量不是一个常数，而是随着加载次数的增加不断减小，因此有必要建立应力变形耦合的累计变形计算模型。针对上述两个关键技术问题，本文以理论分析、数值计算、室内试验和现场测试相结合的手段，建立了交通荷载在地层中的传递模型以及交通荷载作用下地层的应力变形耦合的累计变形计算模型，并利用工程实例验证了模型的有效性和准确性;并在此基础上研究了“屏障层法”和刚性桩复合地基两种方法低路堤高速公路地基加固措施，提出了相应的设计建议。论文的主要内容总结如下: 　　(1)研究了交通荷载下地基土的动力特性，研究其主要影响因素及影响规律。利用数值计算的方法分析了标准轴载条件下，交通荷载的影响深度、传播规律及其主要影响因素，提出了标准轴载条件下交通荷载影响深度及传播规律的计算模型; 　　(2)通过室内动三轴试验和动蠕变试验，研究了连盐高速公路地基土的动力特性，分析了围压、动应力比、偏压固结比和加载频率等诸多因素对土体动力特性的影响规律，获得了试验土样的主要动力参数，分析了土体的动蠕变特性，为本文的后续研究提供准确参数; 　　(3)利用现场测试的方法，分析了交通荷载引起的竖向加速度沿地层深度的衰减特性。基于Matlab软件编制了振动信号分析程序，进行了频谱分析和滤波处理，研究得到了竖向加速度沿深度的衰减规律，与本文提出的交通荷载传递规律模型计算结果进行验证分析，表明本文提出的交通荷载传递规律模型的有效性。此外，还利用相关文献中的实测数据验证了数值模型的合理性和准确性; 　　(4)提出了考虑到交通荷载下地基土动模量、应力历史和动荷载传递规律等影响因素的地基土累计变形计算模型，更真实的反映交通荷载作用下土层的变形特性。根据动三轴试验中得到的动应力、加载次数与动应变之间的关系建立了随交通荷载作用次数发展的累计变形计算模型，利用佐贺辖区内公路以及连盐高速公路低路堤段的沉降实测数据验证了模型的准确性。　　(5)利用数值计算的方法，研究了“屏障层”法和刚性桩复合地基法两种加固技术在加固低路堤高速公路工程中的有效性，分析了层厚、布置位置、桩长、桩间距和桩径等主要的设计参数对交通荷载影响深度及加固效果的影响规律，通过实体工程比较验证了所提加固方法的有效性，并据此提出了相应的设计方法。
作者：	张亚军
专业：	土木工程;岩土工程
导师：	缪林昌
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文