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软土地基上高速公路加宽工程路基变形特性分析与研究

作　者: 何哲亮
导　师: 徐国元；张敬沛
学　校: 华南理工大学
专　业: 交通运输工程
关键词: 路堤拼宽 路基变形特性 路堤加筋 地基处治 室内试验 预制砼管桩
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在软土地基高速公路拼宽工程中,普遍存在新、老路堤差异沉降的问题。为解决差异沉降给公路拼宽工程带来的不利影响,国内外工程技术人员进行了大量的工程实践,但是,理论研究工作缺乏系统性,并且明显落后于工程实践。作者对国内外克服差异沉降给公路拼宽工程带来不利影响的研究成果,进行了较为系统的调研,结合工程实践,对新老路地基相互作用和变形特性,进行了研究。首先,以在建的公路拓宽工程为背景,进行了地基软土和复合地基桩体室内试验,对得到的地层和桩体参数进行了分析,确定了数值模拟分析所需要的基本参数。在此基础上,通过计算,对新路采用排水预压法、隔离墙、粉喷桩复合地基、轻质路堤等处治技术进行处理的加固效果,进行了综合对比;对老路采用不同地基处治方式给新、老路基的变形产生的影响,进行了比较分析;初步掌握了控制路堤拓宽产生差异沉降的敏感性要素,提出了常规复合地基法拓宽软基路堤的优化方法。对复合地基法拓宽路堤采用加筋(土工格栅)抑制路堤差异沉降的作用,进行了分析,给出了加筋最优布设方案,即在垫层的上下各一层铺设格栅,筋材模量越大,加筋效果越明显。对预制砼管桩复合地基控制差异沉降方案进行了分析。根据管桩复合地基的作用机理,指出在软土厚度大于15m条件下,用管桩复合地基方案拓宽软基路堤具有明显的技术优越。本论文研究获得的技术结果,部分已应用于高速公路拓宽工程。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-21
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 国内外软土地基上高速公路加宽工程  10-15
    1.2.1 高速公路拓宽的方式及其特点  10-12
    1.2.2 高速公路拼宽工程新老路基结合部处理  12-13
    1.2.3 高速公路拼宽中的软基处理方法  13-15
  1.3 国内外拼宽工程研究现状  15-19
    1.3.1 设计施工工艺方面的研究  15-16
    1.3.2 拓宽工程模型试验的研究  16-17
    1.3.3 拓宽工程沉降变形有限元数值分析  17-19
    1.3.4 沉降控制标准研究  19
  1.4 存在的问题和本文主要研究工作  19-21
    1.4.1 存在的问题  19-20
    1.4.2 本文研究的思路和所做的工作  20-21
第二章 土的物理力学性质试验研究  21-31
  2.1 试验概述  21-22
  2.2 室内试验  22-26
    2.2.1 试验用土的选取及其基本特性  22
    2.2.2 物理性试验  22
    2.2.3 压缩试验（固结试验）  22-25
    2.2.4 三轴固结排水剪切试验  25
    2.2.5 水泥土试样无侧限压缩试验  25-26
  2.3 试验成果分析整理  26-30
    2.3.1 物理性试验成果  26-27
    2.3.2 压缩试验（固结试验）成果  27-28
    2.3.3 三轴剪切试验成果  28-29
    2.3.4 水泥土无侧限压缩试验成果  29-30
  2.4 本章小节  30-31
第三章 拓宽工程复合地基处理新旧路基变形性状和影响因素分析  31-57
  3.1 复合地基沉降变形计算方法  31-36
    3.1.1 加固区土层压缩量的计算方法  31-34
    3.1.2 下卧层压缩量的计算方法  34-36
  3.2 有限单元法计算原理  36-44
    3.2.1 概述  36
    3.2.2 有限元理论分析和模型的选择  36-44
  3.3 结果分析  44-48
    3.3.1 地基附加应力变化  44-45
    3.3.2 地表沉降变形  45-48
  3.4 几种主要地基处治方法的加固软基原理  48-50
  3.5 拓宽辅助处理措施  50-56
    3.5.1 加筋处理  50-56
  3.6 本章小结  56-57
第四章 预制管桩复合地基拓宽沉降分析  57-72
  4.1 概述  57
  4.2 管桩复合地基作用机理  57-64
    4.2.1 管桩承载机理分析  57-59
    4.2.2 复合地基承载机理分析  59-64
  4.3 管桩复合地基法处理拓宽路段软土地基的数值模拟及优化设计  64-71
    4.3.1 基本假定  64
    4.3.2 计算模型  64-67
    4.3.3 管桩复合地基法计算结果分析与设计优化  67-71
  4.4 本章小结  71-72
总结与展望  72-74
参考文献  74-79
致谢  79-80
附录  80

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路基工程
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