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城市快速路基填筑施工对结构物的稳定性和变形影响的研究

发布时间:2018-07-20 16:06
【摘要】:公路的桥台、涵洞和挡墙等穿路堤结构物,一般要求在路堤施工完成后施工。但为了节省建设工期,常常先施工桩基、桥台、涵洞和挡墙等穿堤结构物,后进行路基填筑,路基填筑因“抢工期”需要而快速完成。路基填筑速度过快,一方面不利于桥、涵洞、墙等结构物的稳定;另一方面地基来不及固结,路桥、路涵的过渡段存在很大的差异沉降,直接影响公路行车安全和服务质量。本文主要在理论分析的基础上,通过现场试验,并结合数值模拟来研究填土碾压过程中对结构物产生的影响进行讨论,主要成果有:在施工现场通过埋设仪器,测量了填土碾压过程中桥台、箱涵和挡土墙等结构物所受土压力和产生的位移,根据观测结果,分析了竖向应力和水平应力的变化趋势,发现压路机碾压时不仅会增加竖向应力,也会增加水平应力,但当荷载消失后,竖向应力基本全部消散,而水平应力会有一部分的残余应力保留下来;碾压作用仅仅增加了水平应力,影响深度大约在2m左右,对竖向应力基本不影响,而水平应力并不是随深度增加而线性增大,呈先增加后基本不变甚至会减小的趋势;桥台和挡土墙的位移均随填土高度增加而增加,从下至上渐渐增大;箱涵顶部土压力呈抛物线分布,两侧土压力大大超过土的重度,对高填方箱涵应采取必要的减荷措施,以减小此不利情况导致的破坏等等。运用岩土工程分析软件Plaxis对桥台、箱涵等结构物进行数值分析,模拟在不同工况下,路基填筑对结构物所产生的影响。结合计算结果,发现桥台在压路机碾压后的残余应力主要分布在上部,大约为碾压时的1/3左右,对于下部基本不产生残余应力,且由压路机产生的附加应力近似随荷载的距离呈线性减小趋势;箱涵在两侧填土时较为稳定,产生位移较小,但在单侧填土的情况下,发生较大水平位移,这主要由压路机的碾压作用导致,在填土碾压时产生了水平向滑移,进而导致破坏,要避免该情况的发生。
[Abstract]:The bridge abutment, culvert and retaining wall are usually required to be constructed after the completion of embankment construction. However, in order to save the construction period, pile foundation, bridge abutment, culvert and retaining wall are usually constructed first, then subgrade is filled. The speed of roadbed filling is too fast, which is not conducive to the stability of bridges, culverts, walls and other structures, on the other hand, there is a great difference settlement in the transitional sections of roads, bridges and culverts, which directly affects the safety and service quality of highways. On the basis of theoretical analysis, this paper discusses the influence of filling on the structure in the course of compaction by field test and numerical simulation. The main results are as follows: in the construction site, the embedded instrument is used. The earth pressure and displacement of bridge abutment, box culvert and retaining wall were measured in the course of fill compaction. According to the observed results, the variation trend of vertical stress and horizontal stress was analyzed. It is found that the vertical stress and horizontal stress will be increased when the roller compacts, but when the load disappears, the vertical stress will dissipate, and some residual stresses will be retained. Rolling only increases the horizontal stress, and the influence depth is about 2m, which has no effect on the vertical stress. However, the horizontal stress does not increase linearly with the depth increasing, and the horizontal stress increases first and then decreases. The displacement of abutment and retaining wall increases with the increase of filling height, and gradually increases from bottom to top. The earth pressure at the top of box culvert is distributed in parabola, and the earth pressure on both sides of the box culvert is much higher than the serious soil. Therefore, some necessary measures should be taken to reduce the load of the box culvert with high filling. To reduce the damage caused by this adverse situation, etc. The geotechnical engineering analysis software Plaxis is used for numerical analysis of bridge abutment, box culvert and other structures, and the influence of embankment filling on structure is simulated under different working conditions. Combined with the calculation results, it is found that the residual stress of bridge abutment after compaction is mainly distributed in the upper part, about 1 / 3 of that of the roller, and there is no residual stress in the lower part. The additional stress generated by the roller approximately decreases linearly with the distance of the load, and the box culvert is more stable and produces less displacement when filling on both sides, but in the case of single side fill, a large horizontal displacement occurs. This is mainly caused by the compaction of the roller, and the horizontal slippage occurs during the compaction of the filling soil, which leads to the destruction, and the occurrence of this situation should be avoided.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U416.1

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本文编号:2134053

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