粉性土路基变形沉降的有限元分析-水工结构工程专业论文.docxVIP

山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 黄 泛 区 粉 性 土 是 沿 黄 公 路 工 程 建 设 中 最 主 要 的 路 基 填 料 级 配 不 良 具 有 难 压 实 和 压 实 后 易 变 形 的 特 点 黄 泛 平 原 高 速 公 路 基 本 采 用 半 刚 性 路 面 结 构 因 此 路 基 的 变 形 是 导 致 路 面 早 期 破 坏 的 重 要 因 素 之 一 公 路 工 程 界 对 路 基 的 沉 降 变 形 问 题 研 究 还 不 十 分 深 入 高 速 公 路 的 快 速 发 展 对 其 路 基 不 可 能 预 留 充 分 的 固 结 沉 降 时 间 这 就 要 求 对 运 营 期 的 路 基 沉 降 变 形 实 施 有 效 的 预 控 手 段 对 黄 泛 区 粉 性 土 路 堤 在 不 同 行 车 荷 载 不 同 压 实 度 不 同 填 筑 高 度 下 的 沉 降 变 形 状 况 用 有 限 元 方 法 进 行 计 算 分 析 进 而 提 出 粉 性 土 路 堤 设 计 指 标 质 量 控 制 标 准 的 改 进 建 议 是 十 分 必 要 的 对 我 省 黄 泛 区 的 高 速 公 路 建 设 具 有 重 大 的 理 论 和 工 程 实 践 意 义 由 于 粉 性 土 的 性 态 十 分 复 杂 理 论 解 析 法 求 解 路 基 变 形 问 题 困 难 很 大 有 限 元 法 是 求 解 复 杂 土 力 学 问 题 的 有 力 工 具 为 解 决 路 基 土 力 学 课 题 分 析 时 多 采 用 与 岩 土 材 料 力 学 性 质 相 适 应 的 弹 性 粘 弹 性 以 及 塑 性 理 论 路 堤 作 为 带 状 构 造 物 其 变 形 主 要 为 竖 向 变 形 在 分 析 中 将 其 视 为 平 面 应 变 问 题 本 文 采 用 典 型 的 路 基 断 面 和 路 面 结 构 形 式 用 有 限 元 方 法 分 析 路 堤 在 不 同 行 车 荷 载 不 同 压 实 度 不 同 填 筑 高 度 下 的 沉 降 变 形 状 况 对 比 了 部 颁 压 实 度 标 准 和 强 化 压 实 标 准 超 载 以 及 固 结 沉 降 对 路 堤 变 形 的 影 响 分 析 计 算 结 果 发 现 路 堤 内 应 力 和 变 形 随 填 筑 高 度 逐 步 增 大 当 路 堤 填 高 大 于 时 路 基 顶 面 弯 沉 就 超 过 了 半 刚 性 沥 青 路 面 对 其 的 要 求 车 辆 荷 载 应 是 影 响 路 堤 变 形 应 力 和 应 变 状 态 的 主 要 因 素 超 限 车 是 影 响 路 堤 变 形 的 关 键 因 素 会 导 致 基 层 板 底 的 弯 拉 应 力 急 增 使 路 面 始 终 处 于 疲 劳 弯 拉 状 态 固 结 沉 降 对 透 水 性 好 的 粉 性 土 路 堤 的 作 用 较 大 是 影 响 路 堤 变 形 的 另 一 重 要 因 素 本 文 的 研 究 得 出 如 下 主 要 结 论 粉 性 土 是 一 种 具 有 特 殊 工 程 性 质 的 土 类 现 行 规 范 把 粉 性 土 作 为 一 个 独 立 的 土 类 区 别 于 砂 性 土 和 粘 性 土 是 科 学 的 过 高 的 粉 性 土 路 堤 产 生 的 变 形 足 以 超 过 路 基 顶 面 的 容 许 弯 沉 使 运 营 中 的 路 面 结 构 始 终 处 于 较 高 的 疲 劳 弯 拉 状 态 提 高 压 实 度 可 以 减 少 路 堤 的 变 形 增 加 路 堤 的 承 载 力 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 超 限 车 辆 会 使 粉 性 土 路 堤 产 生 较 大 的 变 形 这 是 导 致 早 期 半 刚 性 沥 青 路 面 产 生 结 构 应 力 开 裂 卿 浆 的 重 要 原 因 充 分 利 用 粉 性 土 渗 透 系 数 高 的 特 点 应 提 前 使 路 堤 达 到 足 够 的 固 结 度 或 可 利 用 固 结 沉 降 提 高 路 堤 的 抗 变 形 能 力 依 据 粉 性 土 最 佳 颗 粒 排 列 时 的 密 度 标 准 作 为 现 场 压 实 控 制 标 准 是 解 决 高 速 公 路 路 面 疲 劳 开 裂 的 一 个 有 效 措 施 建 议 在 下 一 步 的 研 究 中 加 大 对 黄 泛 区 粉 性 土 的 工 程 性 质 研 究 提 出 其 专 有 的 本 构 模 型 用 以 指 导 黄 泛 区 高 等 级 道 路 的 设 计 和 施 工 设 计 时 应 综