【摘要】：為滿足交通量的日益增長,我國東南沿海軟土地區(qū)正大規(guī)模開展著高速公路路基的拓寬改建,以形成寬度較寬的路基,當(dāng)新路基以邊載的形式作用于地基上時,由于其作用形式及加載時間均與老路基有所不同,勢必造成在與新建路基形成相同路基面寬度的前提下力學(xué)行為差異較大。既有的研究表明,軟土地基高速公路路基拓寬工程的關(guān)鍵問題在于控制差異沉降,鑒于差異沉降主要因軟土地基引起,故拓寬范圍的軟土地基處治措施的合理選取顯得至關(guān)重要。本文利用有限元數(shù)值模擬的方法,對拓寬路基軟土地基的變形特性和塑料排水板及粉噴樁處治措施進(jìn)行了探討。拓寬路基沉降的準(zhǔn)確計算是軟土地基工程處治措施科學(xué)選用的基礎(chǔ),總結(jié)了國內(nèi)現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范、部分沉降電算軟件及主要路基拓寬沉降解析計算方法,并以Settle3D(2.0版本)計算路基拓寬沉降為例說明傳統(tǒng)計算方法的不足與缺陷。結(jié)果表明,路基拓寬沉降解析計算多只能計算地基表面的沉降,無法獲得路基面沉降,且不能很好地反映新老路基之間的相互作用及地基的側(cè)向變形等,故有必要引入有限單元法、有限差分法等數(shù)值計算方法。為研究軟土地基高速公路路基拓寬改建全過程的變形特性,基于有限單元法數(shù)值模擬,對比分析了一次性新建而成的窄路基、一次性新建而成的寬路基及拓寬改建而成的寬路基穩(wěn)定安全系數(shù)、地基表面沉降、路基表面沉降及地基側(cè)向變形等演變規(guī)律。結(jié)果表明：拓寬改建而成的路基較一次性新建而成的路基沉降演變過程復(fù)雜,沉降曲線形態(tài)由W型-U型-W型轉(zhuǎn)變；老路基坡腳處地基側(cè)向位移先向老路基一側(cè)移動,再向新路基一側(cè)移動而后又向內(nèi)回縮。拓寬時應(yīng)重視新老路基之間的相互作用；拓寬路基除應(yīng)控制工后沉降外,同時應(yīng)注意適當(dāng)控制新路基施工期老路基的沉降及差異沉降。為控制新老路基的差異沉降,拓寬范圍的軟土地基處理方法的合理選擇在高速公路路基拓寬改建工程中顯得至關(guān)重要。在介紹了塑料排水板及粉噴樁空間問題平面應(yīng)變化的方法后,基于PLAXIS有限元軟件,構(gòu)建了拓寬路基軟土地基分別采用塑料排水板及粉噴樁處理的數(shù)值模型,對比了路基施工沉降、工后沉降、地基側(cè)向位移等力學(xué)響應(yīng),借助軟基內(nèi)超孔隙水壓分布闡述了兩種處理措施用于拓寬路基軟土地基處理的機(jī)理。借助現(xiàn)場筑堤試驗(yàn)成果,驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)論的正確性。結(jié)果表明,塑料排水板雖可減小工后沉降,削減施工期的側(cè)向位移,但對老路基造成的施工拖曳隆起效應(yīng)明顯,施工擾動強(qiáng)烈；而粉噴樁處理后,施工沉降及工后沉降、差異沉降顯著減小,且側(cè)向位移得到有效約束。根據(jù)數(shù)值計算的成果,通過文獻(xiàn)調(diào)研和工程調(diào)研,注意到軟土自身的物理力學(xué)特性及拓寬改建路基與新建路基的差異性,從工程實(shí)用的角度出發(fā),總結(jié)了塑料排水板、粉噴樁處理拓寬路基軟土地基的改進(jìn)與優(yōu)化措施及相應(yīng)的施工技術(shù)要點(diǎn),包括塑料排水板的間距、長度、實(shí)施位置,粉噴樁樁距及與其他處治方法相結(jié)合進(jìn)行組合設(shè)計等方面的改進(jìn),以期為工程實(shí)際提供系統(tǒng)的參考。
【圖文】：

路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱向長大裂縫，如圖１－１、圖１－２所示，加上雨水的滲入，誘發(fā)路基土體逡逑的強(qiáng)度下降，進(jìn)一步加劇對路面結(jié)構(gòu)層的破壞，從而影響行車的舒適性，降低高速公逡逑路的服務(wù)性能。逡逑？”．‘邋邐—： 逡逑

在新老路基穩(wěn)定安全的前提下，控制差異沉降是高速公路路基拓寬工程的逡逑．邋關(guān)鍵問題。由于新老路基的荷載形式及作用時間不同，其變形特性有別于新建路基，，逡逑因此在設(shè)計與施工等方面具有較新建路基難度大、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)。雖然我國通過已逡逑完成的高速公路路基拓寬工程積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但并無統(tǒng)一的技術(shù)可循。所以有必要逡逑從理論上對高速公路路基拓寬變形特性進(jìn)行分析，找出其變形規(guī)律，進(jìn)而再選取合理逡逑的處治措施以減小差異沉降。逡逑１．２國內(nèi)外研究概況逡逑１．２．１國外路基改擴(kuò)建工程及研究概況逡逑１．２．１．１國外改擴(kuò)建工程概況逡逑國外發(fā)達(dá)國家早在２０世紀(jì)３０年代就已經(jīng)開始修建、改造高速公路，對高速公路拓逡逑寬改建的認(rèn)識己較系統(tǒng)和完善［＼逡逑美國在２０世紀(jì)６０年代中期就已基本形成高速公路網(wǎng)，同時在設(shè)計和建設(shè)時具有較逡逑好的前瞻性，比如在進(jìn)行高速公路設(shè)計時，通常把中央分隔帶設(shè)計得較寬。隨著經(jīng)濟(jì)逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U416.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2535678