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高速公路填土稳定性分析与控制的尖点突变模型
| 论文题名： | 高速公路填土稳定性分析与控制的尖点突变模型 |
| 关键词： | 高速公路;软土地基;填土稳定性;尖点突变模型 |
| 摘要： | 填土稳定性分析与控制问题是岩土工程领域中的前沿课题之一，也是高速公路工程实践中的热点问题之一。目前填土稳定性分析与控制问题基本靠施工过程的位移、孔压监测结合经验进行控制，存在较大的人为性。因而，填土过程中的失稳现象时有发生，其稳定性控制理论与方法研究十分匮乏。鉴于此，本文针对高速公路软土地基填土过程中稳定性控制问题，基于填土失稳过程与尖点突变过程机理上的相似性，采用突变论方法进行研究，以对填土过程中的稳定性问题提供理论指导与参考。首先，分析了填土过程中地基土变形破坏的基本规律及其与尖点突变过程的一致性，认为：随着填土过程的进行，孔隙水压力消散，有效应力增加，软土地基的强度随之不断增长；如果填土荷载小于地基所能承受的临界荷载时，地基土将处于稳定状态；反之，地基将出现失稳现象；从稳定状态到失稳状态过渡中一定存在一个临界状态，这一临界状态与突变论中的尖点突变分叉集极为相似，据此，根据填土过程中侧向位移速率和孔隙水压力监测数据，建立了侧向位移速率和孔隙水压力两种因素控制下的地基稳定性尖点突变模型Ⅰ；考虑到复杂地层及排水系统的不同对填土稳定性的影响可通过地表沉降进行综合反映的情况，在所建模型的基础上，进一步建立了侧向位移速率、地表沉降速率和孔隙水压力三因素控制下的地基稳定性尖点突变模型Ⅱ；以适应更为普遍的复杂地层情况。最后，将本文所建立的Ⅰ、Ⅱ两类模型分别运用于深汕高速公路某标段的施工过程分析，结果表明：采用Ⅰ类模型对填土稳定性预测分析的结果偏于保守；Ⅱ类模型的预测结果更为接近实际；但采用Ⅰ、Ⅱ两类模型对填土稳定性状态的判断完全一致，且与实际土体的稳定性状态相一致。该两类模型的建立及其在填土稳定性分析中的应用具有较好的创新性和重要的实际应用价值。 |
| 作者： | 温少荣 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 周翠英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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