高吸力土工布在路基中的排水试验及仿真模拟研究

发布时间：2020-06-21 04:59

【摘要】：水分过多引起的病害是道路过早破坏的主要原因之一,传统的路基排水方式如碎石层和排水土工织物只适合在高饱和度状态下排出水分,由于非饱和土存在吸力,传统排水方式很难排水。本文介绍了一种新型排水方式,利用毛细吸力和蒸发作用降低路基水分。主要研究了高吸力土工布的材料组成与基本性能指标,高吸力土工布降低非饱和道路系统含水量的过程机理,高吸力土工布路基排水的试验研究,以及路基在土工合成材料排水层作用下的数值模拟。主要研究成果如下:1.高吸力土工布对不同路基填充料的排水效果不同,在粗颗粒的砂土路基中排水效果比粉黏土路基更明显。2.高吸力土工布比传统排水材料的排水效果更好,在粉黏土试验箱中高吸力土工布将观测点含水率由44%降到29.6%,普通短纤针刺土工布将观测点含水率由44%降到39%,砂土层将观测点含水率由44%降到37.3%,高吸力土工布相较于后两者排水效果明显。3.高吸力土工布针对路基下层毛细水向上入侵的问题可以发挥一定程度的阻断作用,在土工布吸附地下毛细水试验中,地下毛细水被高吸力土工布传导至路基外。4.有限元模拟可以有效模拟路基在没有水源情况下的非饱和渗流问题,饱和度随着路基深度的增加而增大,路基内外两侧的饱和度接近一致。本文研究了高吸力土工合成材料的路基排水性能,对于道路的设计施工维护具有指导意义。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

硕士学位论文第一章 绪论1.1 研究背景随着我国交通系统的不断完善发展，防止和减缓路面系统的损毁并延长道路的使用寿命显得至关重要。道路，铁路和机场跑道、滑行道等铺砌和未铺砌道面结构性能降低和损毁的重要原因是路基强度的衰减，水分侵入路基显著影响了土体的物理力学指标，若不能及时有效排出，将引发多种路基病害，因此水损坏是造成路基损坏的直接原因[1][2]。路基中水分的及时排出，对于减缓路基物理力学性质的衰变和保证公路的健康运营具有非常重要的现实意义。图 1-1 为常见的路基病害。

数值分析以研究含水率、孔隙水压力和温度变化对土化的敏感性，结果表明大气水平衡对于预测土体温度asHR，ReesSW 根据蒸发试验的实测数据，并依据非黏土含水量随季节变化的规律[39]-[40]。的主要原因之一，而土工合成材料很少用于道路系统土工合成材料只适合在饱和土体条件下排出水流，而况。通过对土工合成材料与不饱和土体之间相互作用新的进展，包括开发具有增强侧向排水能力的高吸力排水。本文着重介绍了高吸力土工布的材料组成与基饱和路基系统含水量的过程，高吸力土工布路基排水材料排水层作用下的数值模拟，技术路线如图 1-2。材料选取与评估

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本文编号：2723551