高速公路低路堤動(dòng)力特性及變形控制技術(shù)研究.pdf

1、保護(hù)土地資源是我國(guó)一項(xiàng)基本國(guó)策，但高速公路路堤的建設(shè)則需要占用大量的土地資源，降低路堤高度是解決這對(duì)矛盾的主要途徑之一。但低路堤高速公路建設(shè)中仍然存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題:一是交通荷載沿深度的傳遞規(guī)律，已有文獻(xiàn)中交通荷載作用下地層中動(dòng)應(yīng)力的確定以數(shù)值計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)法為主，尚無(wú)明確的計(jì)算模型;二是交通荷載作用下地基土應(yīng)力變形耦合的累計(jì)變形計(jì)算模型，土體的動(dòng)模量不是一個(gè)常數(shù)，而是隨著加載次數(shù)的增加不斷減小，因此有必要建立應(yīng)力變形耦合的累計(jì)變形計(jì)

2、算模型。針對(duì)上述兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，本文以理論分析、數(shù)值計(jì)算、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的手段，建立了交通荷載在地層中的傳遞模型以及交通荷載作用下地層的應(yīng)力變形耦合的累計(jì)變形計(jì)算模型，并利用工程實(shí)例驗(yàn)證了模型的有效性和準(zhǔn)確性;并在此基礎(chǔ)上研究了“屏障層法”和剛性樁復(fù)合地基兩種方法低路堤高速公路地基加固措施，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議。論文的主要內(nèi)容總結(jié)如下:
　　(1)研究了交通荷載下地基土的動(dòng)力特性，研究其主要影響因素及影響規(guī)律。利用數(shù)值

3、計(jì)算的方法分析了標(biāo)準(zhǔn)軸載條件下，交通荷載的影響深度、傳播規(guī)律及其主要影響因素，提出了標(biāo)準(zhǔn)軸載條件下交通荷載影響深度及傳播規(guī)律的計(jì)算模型;
　　(2)通過(guò)室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)和動(dòng)蠕變?cè)囼?yàn)，研究了連鹽高速公路地基土的動(dòng)力特性，分析了圍壓、動(dòng)應(yīng)力比、偏壓固結(jié)比和加載頻率等諸多因素對(duì)土體動(dòng)力特性的影響規(guī)律，獲得了試驗(yàn)土樣的主要?jiǎng)恿?shù)，分析了土體的動(dòng)蠕變特性，為本文的后續(xù)研究提供準(zhǔn)確參數(shù);
　　(3)利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法，分析了交通荷載引起

4、的豎向加速度沿地層深度的衰減特性?；贛atlab軟件編制了振動(dòng)信號(hào)分析程序，進(jìn)行了頻譜分析和濾波處理，研究得到了豎向加速度沿深度的衰減規(guī)律，與本文提出的交通荷載傳遞規(guī)律模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析，表明本文提出的交通荷載傳遞規(guī)律模型的有效性。此外，還利用相關(guān)文獻(xiàn)中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了數(shù)值模型的合理性和準(zhǔn)確性;
　　(4)提出了考慮到交通荷載下地基土動(dòng)模量、應(yīng)力歷史和動(dòng)荷載傳遞規(guī)律等影響因素的地基土累計(jì)變形計(jì)算模型，更真實(shí)的反映交通荷載作

5、用下土層的變形特性。根據(jù)動(dòng)三軸試驗(yàn)中得到的動(dòng)應(yīng)力、加載次數(shù)與動(dòng)應(yīng)變之間的關(guān)系建立了隨交通荷載作用次數(shù)發(fā)展的累計(jì)變形計(jì)算模型，利用佐賀轄區(qū)內(nèi)公路以及連鹽高速公路低路堤段的沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
　　(5)利用數(shù)值計(jì)算的方法，研究了“屏障層”法和剛性樁復(fù)合地基法兩種加固技術(shù)在加固低路堤高速公路工程中的有效性，分析了層厚、布置位置、樁長(zhǎng)、樁間距和樁徑等主要的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)交通荷載影響深度及加固效果的影響規(guī)律，通過(guò)實(shí)體工程比較驗(yàn)證了