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高速公路路基的动力特性及施工工艺研究

作　者: 黄辉
导　师: 方理刚；边惠英
学　校: 中南大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 红粘土改良试验动力特性不平整路面施工工艺
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
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内容摘要

路基路面结构在运营中主要承受交通车辆的作用,它的实际工作状态与现行的静态力学计算体系有较大的差距。而针对红粘土高液限、高塑指、难失水的特点,用其填筑路基能否满足要求,是值得关注的课题之一。因此,本文从对红粘土的室内改良试验和有限元分析入手,研究了动态荷载作用下红粘土填筑公路路基的动力特性,主要内容如下：1对红粘土的物理力学特性以及改良前后的力学强度试验进行分析,得到一些有益结论,并确定了最佳掺灰比,获取一些计算参数。最后建议施工时掺入6%生石灰,控制好路基压实度,并注意对其进行养护,确保其强度、稳性能够得到有效地增长。2结合大型有限元分析软件ANSYS,建立了沥青路面结构动力有限元三维空间分析模型；将交通荷载模拟为移动的恒定荷载,考虑在平整路面和不平整路面(假定路面为—已知的波形面)情况下,计算在不同工况组合(五种轮载、五种车速)下路面结构的动态应力、应变以及位移等动态响应。找出它们之间的关系并通过分析比较得出一些结论。3对红粘土改良土施工工艺进行了研究。对红粘土路堤施工流程和压实度影响因素进行分析,并通过一系列现场试验,对碾压工艺,包括碾压含水量的控制、压实机具的选择,松铺厚度等进行了分析研究,确定最终的施工工艺。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 研究的目的和意义  7
  1.2 国内外研究现状  7-14
    1.2.1 红粘土性质  7-10
    1.2.2 石灰改良土的现状  10-11
    1.2.3 动力研究现状  11-14
  1.3 本文研究内容  14-15
第二章红粘土室内改良试验研究  15-33
  2.1 引言  15
  2.2 试验工点概况  15-16
    2.2.1 地理概况  15-16
    2.2.2 路基设计  16
  2.3 石灰改良原理  16-17
  2.4 红粘土基本特性  17-19
    2.4.1 物质组成及结构特征  17
    2.4.2 物理性质  17-18
    2.4.3 力学性质  18-19
    2.4.4 膨胀性及复浸水特性  19
  2.5 红粘土改良前后试验研究  19-32
    2.5.1 击实试验及改良后击实试件的物理特性分析  19-23
    2.5.2 界限含水量试验  23-24
    2.5.3 无侧限抗压强度试验  24-27
    2.5.4 承载比(CBR)试验  27-30
    2.5.5 三轴试验  30-32
  2.6 本章小结  32-33
第三章红粘土改良土施工工艺研究  33-42
  3.1 引言  33
  3.2 红粘土路堤施工工艺研究  33-40
    3.2.1 施工流程  33-34
    3.2.2 施工现场压实度影响因素分析及其控制方法  34-35
    3.2.3 碾压工艺研究  35-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章沥青路面结构动力有限元分析  42-65
  4.1 引言  42
  4.2 ANSYS软件概述  42-43
  4.3 有限元模型的建立  43-47
    4.3.1 本构模型  43
    4.3.2 交通荷载的模拟  43-44
    4.3.3 不平整路面荷载简化  44-46
    4.3.4 计算参数  46
    4.3.5 模型的建立  46-47
  4.4 移动荷载作用平整路面的动力响应  47-56
    4.4.1 时程曲线分析  47-50
    4.4.2 车速的影响  50-53
    4.4.3 轮载的影响  53-56
  4.5 移动荷载作用下不平整路面的动力响应  56-64
    4.5.1 时程曲线分析  56-58
    4.5.2 车速的影响  58-61
    4.5.3 轮载的影响  61-64
  4.6 本章小结  64-65
第五章结论与展望  65-67
  5.1 本文主要研究结论  65-66
  5.2 进一步研究展望  66-67
参考文献  67-73
致谢  73-74
攻读硕士期间发表论文和科研工作情况  74

高速公路路基的动力特性及施工工艺研究

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