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商界高速公路风化岩填筑路基研究

作　者: 高韬
导　师: 申爱琴
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 风化岩路基工程特性材料性能风化特征指数质量检测
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 95次
引　用: 3次
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内容摘要

随着国家经济建设的迅猛发展,交通网络不断延伸,公路建设的主战场逐渐由平原转向到山区,而山区高速公路路基高填深挖现象极为普遍,路基填料需求量大。由于山区公路沿线风化岩居多,优质路基填料匮乏。如何就地取材,科学地评价风化岩的工程性质,选取满足工程要求的风化岩填筑路基,对解决山区高速公路路基填料不足、加快山区高速公路建设具有重要的现实意义。论文在总结分析相关研究成果的基础上,首先对风化岩路基填料的工程特性展开研究,提出了风化岩的压实破碎特性测试方法与评价指标;其次,通过对不同风化程度的风化岩物理和力学性能的测定和分析,提出了基于风化特征指数的风化岩风化程度分级标准,并以此作为高等级公路路基填料性能的评价依据。为了探索风化岩路基的变形特性,本研究利用大型通用软件ANSYS进行了风化岩路基沉降理论计算,同时,在高速公路路基施工现场埋设了“多功能沉降板”,对风化岩路基的沉降变形进行了观测,最后,在实验室试槽内开展了风化岩路基大型模拟试验,探讨了风化岩路基施工工艺。研究表明,利用风化特征指数评价风化岩填料的风化程度不仅能反映填料本身的特性,同时还成功的建立了风化岩填料的风化等级与路用性能的相关关系;另外,采用轮迹高差法不仅能很好的控制路基压实质量,还能从侧面反映路基的承力能力。总之,论文通过理论分析、现场观测以及大型模拟实验研究,分析了风化岩填筑路基随时间的沉降规律及影响因素,提出风化岩用于路基的施工指南和质量检测方法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 项目研究背景及意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 研究意义  11
  1.2 风化岩路基填筑研究现状  11-15
    1.2.1 国内研究现状  11-13
    1.2.2 国外研究现状  13-15
  1.3 主要研究内容  15-17
第二章研究技术路线与试验方案、方法  17-25
  2.1 技术路线  17-18
  2.2 实验方案设计  18-20
  2.3 试验方法研究  20-25
    2.3.1 代表性试验用料特征描述  20-21
    2.3.2 具体试验方法简介  21-25
第三章风化岩路基填料工程特性研究  25-33
  3.1 填石路基材料工程特性分析  25-26
    3.1.1 碾压和结构特性  25-26
    3.1.2 破碎特性  26
  3.2 风化岩填料工程特性分析  26-32
    3.2.1 击实和结构特性  26-29
    3.2.2 击实破碎性分析  29-31
    3.2.3 长期稳定性  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章风化岩路基填料的风化程度评价  33-53
  4.1 商界高速风化岩路基填料的性能测试和分析  33-43
    4.1.1 矿物成分与风化程度  33-34
    4.1.2 膨胀性能  34-36
    4.1.3 模拟风化前后填料性能衰变规律  36-43
  4.2 风化岩填料风化程度的评价  43-51
    4.2.1 风化程度评价方法与指标  43-47
    4.2.2 风化程度与工程特性的关系  47-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章风化岩路基沉降理论及计算  53-66
  5.1 一般路基沉降计算理论综述  53-55
  5.2 基于有限元的风化岩路基沉降计算  55-60
    5.2.1 有限元基本理论  55-57
    5.2.2 计算模型的建立和模型参数确定  57-60
  5.3 计算结果分析  60-64
  5.4 本章小结  64-66
第六章依托商界高速路基沉降观测试验研究  66-75
  6.1 实体工程简介  66-67
  6.2 风化岩路基沉降规律试验方案设计  67-68
  6.3 多功能沉降板测试风化岩路基沉降  68-70
  6.4 风化岩路基沉降观测结果分析  70-72
  6.5 风化岩路基沉降观测与理论计算比较分析  72-73
  6.6 本章小结  73-75
第七章风化岩填筑路基室内大型模拟试验  75-97
  7.1 大型风化岩填筑路基模拟试验方案设计  75-77
  7.2 风化岩路基大型模拟试验原材料  77-78
  7.3 模拟路基的施工工艺  78-80
    7.3.1 压实机械简介  78
    7.3.2 最佳松铺厚度和碾压遍数的确定  78-80
  7.4 风化岩路基压实度检测方法及相关性  80-87
    7.4.1 高程法  81-83
    7.4.2 灌沙法  83-84
    7.4.3 轮迹高差法及三种检测结果相关性分析  84-87
  7.5 风化岩路基力学性能的测定  87-93
    7.5.1 承载板法测定路基回弹模量  87-90
    7.5.2 土压力盒测试风化岩填料的传力特性  90-92
    7.5.3 环境因素对风化岩力学性能的影响  92-93
  7.6 模拟路基沉降观测  93-94
  7.7 风化岩路基施工关键技术  94-95
  7.8 本章小结  95-97
第八章结论与建议  97-102
硕士期间所参与的课题  0-100
参考文献  100-102
致谢  102

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