高速公路路基拓寬不均勻沉降數(shù)值分析.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)不斷地發(fā)展,高速公路建設(shè)的也進(jìn)入了快速發(fā)展的快車(chē)道,里程不斷增多,質(zhì)量也越來(lái)越優(yōu)良;然而我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)末所修建的高速公路到現(xiàn)在交通流量已經(jīng)趨于飽和,大多都是四車(chē)道道路,道路服務(wù)也是大不如前,對(duì)其進(jìn)行拓寬改造是勢(shì)在必行。但是,在拓寬后因?yàn)樾吕下坊┕r(shí)間的差異以及路基本身特性的偏差,使地基的壓縮程度與固結(jié)程度出現(xiàn)差別,這樣就會(huì)出現(xiàn)新老路基的不均勻沉降,在新老路基相接處出就會(huì)出現(xiàn)高差、破損、裂縫等問(wèn)題,所以研究新老路基拓

2、寬后將發(fā)生的不均勻沉降問(wèn)題具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文結(jié)合黑龍江省伊綏高速公路的應(yīng)用實(shí)踐,通過(guò)研究高速公路拓寬改建的案例,運(yùn)用有限元軟件,本位對(duì)新老路路基拓寬過(guò)程中發(fā)生不均勻沉淀進(jìn)行了數(shù)值分析,發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律,針對(duì)此問(wèn)題提出改進(jìn)措施。
　　首先,對(duì)土體沉降變形涉及的基本理論進(jìn)行介紹。分析地基應(yīng)力,應(yīng)力包括自重應(yīng)力和有效應(yīng)力,再依據(jù)疊加的原理,對(duì)產(chǎn)生在地基里任何位置處的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,推導(dǎo)了新路基的附加荷載。對(duì)比分析了不

3、同的土本構(gòu)模型,對(duì)土的彈塑性性理論進(jìn)行了介紹,研究有限元數(shù)值計(jì)算中土的本構(gòu)模型使用了Drucker-Prager模型。在此基礎(chǔ)上,建立路基拓寬的有限元模型。對(duì)數(shù)值進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果得出:新老路基之間的老路基受到了新路基所給的附加應(yīng)力而引起了不均勻的沉降變形;路基頂面的沉降由中心向兩側(cè)沿著路基橫斷面豎向呈勺型分布;如果拓寬寬度增加,所引起的新路基會(huì)使豎向沉降以及水平的位移明顯的增加;呈現(xiàn)線性增大的老路基頂面與拓寬寬度的水平位移,新路基頂面的

4、水平位移的特點(diǎn)是先增大后減小;增加拓寬的寬度,新老路基間橫坡度的改變上總體是增加的,從增加的趨勢(shì)來(lái)說(shuō),是逐漸變小的;同一種拓寬寬度的情況與拓寬寬度變化是不同的,增加路基高度,新路基頂面水平位移最大值的變化是向著遠(yuǎn)離老路基的方向;它的豎向沉降曲線會(huì)表現(xiàn)出劇烈的不均勻沉降運(yùn)動(dòng),將慢慢的成為傾斜的直線形,與此同時(shí)會(huì)有一個(gè)沉降點(diǎn)出現(xiàn)在新老路基結(jié)合位置。
　　模擬挖開(kāi)臺(tái)階的新老路基的結(jié)合部的數(shù)據(jù)表明,挖出一個(gè)臺(tái)階對(duì)不均勻沉降不會(huì)有很大的影響