车辆荷载作用下高填方路基动力特性研究
发布时间：2021-01-13 03:21
西部大开发背景下,山西省内高速公路工程建设如火如荼,省内黄土冲沟地形分布广泛,高速公路线路常通过修筑高填方路基以跨越沟谷。但在公路投入运营以后,高填方路基在车辆荷载作用下常发生沉降变形、滑动失稳等病害,严重影响行车安全和使用寿命。因此,开展车辆荷载作用下高填方路基的动力特性研究是十分迫切且有必要的。本论文以太原东二环高速公路建设项目为依托,采用现场调研、室内试验、数值模拟和理论分析相结合的方式,对以山西离石黄土为填料的高填方路基进行了车辆荷载作用下的动力特性研究。（1）开展一系列室内试验,得到黄土填料的密度、干密度、含水率、界限含水率、最大干密度、最佳含水率和抗剪强度等物理力学性质指标。其中,GDS动态三轴试验结果表明,该地区原状黄土在排水不畅时具有较明显的液化趋势,在路基工程设计和施工过程中应保证具有有效的排水系统,以防路基失稳。（2）运用FLAC3D建立数值计算模型,研究车辆动荷载作用下高填方路基的动力响应特性。研究表明:车辆荷载作用下,高填方路基各土层竖向应力均有明显增加,路基顶面处动应力变化幅度最为剧烈,随着深度的增加,动应力变化幅度逐渐降低;随着填土高度...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
132.1.1场地工程地质条件2.1.1.1地形地貌根据地形地貌特征及成因类型，可以将项目区划分为三个地貌单元，依次是：黄土丘陵区、山间河谷区以及黄土覆盖基岩中低山区。（1）黄土丘陵区黄土梁平行于沟谷，呈长条状分布，顶面平坦，由于黄土多孔隙、结构疏松，在地表水的侵蚀和冲蚀作用下，沟谷溯源，形成了黄土峁和冲沟等微地貌。黄土冲沟的主沟方向多以北南向为主，一般相对高差在30-50m之间，最大高差约100m，沟心有少量基岩出露，出露地层及岩性为新生界第三系上新统（N2）、新生界第四系中更新统（Q2）、上更新统（Q3）、全新统（Q4）粉土、粉质粘土及砾卵石等。植被发育，以刺灌木、农作物为主，水土流失较严重。分布段落为K000~K19+850、K29+600~K33+199.325，分布长度为23.45Km，占路线总长的70.6%。图2-2研究区地形地貌（2）山间河谷区微地貌为河床、河漫滩和阶地等，河谷形态呈“U”字形，由第四系砾卵石夹砂层和土层组成，二元结构明显。河谷内低洼而平坦，相对高差在20-50米之间。海拔高程在833-968m之间。植被主要为农作物。分布段落为K28+400~K29+600，分布长度为1.20Km，占路线总长的3.6%。（3）黄土覆盖基岩低中山区
15土样类型主要为大块原状土样和原状环刀土样，此外还采集了一些扰动土样。图2-3高填方路基施工区现场采集土样2.2基本物理性质试验对于测区内黄土试样开展了对于含水率、密度、界限含水率等一系列参数的现场试验，最终掌握该地区黄土的天然含水率、密度、干密度、液限、塑限、液性指数、塑性指数、最优含水率和最佳干密度等基本物理性质参数（交通部，2007）。2.2.1含水率试验含水率是决定土工建筑物施工质量的一项重要依据，对于保持高填方路基的长期稳定性具有十分重要的意义。2.2.1.1试验方案含水率是指试样在105-110℃下烘至恒量时，所失去的水的质量和干土质量的比值，以百分率表示。含水率的计算公式为：ω=1100%（2-1）
【参考文献】：
期刊论文
[1]高填方路基主要病害成因分析与施工控制[J]. 邓洪宗. 山西建筑. 2012(28)
[2]交通荷载作用下冻土路基动力响应分析[J]. 黄志军,赖远明,李双洋,张世民. 冰川冻土. 2012(02)
[3]非饱和黄土动残余应变关键影响参量与量值估算[J]. 孙军杰,徐舜华,王兰民,王峻,田文通. 岩石力学与工程学报. 2012(02)
[4]软土路基变形规律现场监测及FLAC模拟研究[J]. 李庆园,任建喜,刘慧,刘倡清,刘朝科,孙杨. 西安科技大学学报. 2009(06)
[5]强夯法研究现状分析[J]. 赵华新,凌敏. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2009(10)
[6]非饱和黄土动力特性试验方法研究[J]. 骆亚生,李瑞,田堪良. 地下空间与工程学报. 2007(06)
[7]土强度试验的排水条件与强度指标的应用[J]. 李广信,吕禾. 工程勘察. 2006(03)
[8]移动荷载作用下柔性路面的动力响应[J]. 张洪亮,胡长顺,许伟清. 长安大学学报(自然科学版). 2005(05)
[9]交通荷载作用下道路与软土地基弹塑性变形分析[J]. 梅英宝,朱向荣,吕凡任. 浙江大学学报(工学版). 2005(07)
[10]直剪试验与三轴试验的对比探讨[J]. 闫龙芳. 山西建筑. 2004(24)
博士论文
[1]基于长期累积变形演化状态控制的高速铁路基床结构设计方法研究[D]. 刘钢.西南交通大学 2013
[2]深季节冻土区重载汽车荷载下路基动力响应与永久变形[D]. 张锋.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]车辆荷载作用下上覆硬壳层软土路基动应力响应特征[D]. 刘云飞.燕山大学 2016
[2]V型沟谷巨粒土高填方路基修筑技术研究[D]. 王凤.重庆交通大学 2014
[3]路基路面结构动力特性试验研究[D]. 华政辉.西南交通大学 2002
本文编号：2974108
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
132.1.1场地工程地质条件2.1.1.1地形地貌根据地形地貌特征及成因类型，可以将项目区划分为三个地貌单元，依次是：黄土丘陵区、山间河谷区以及黄土覆盖基岩中低山区。（1）黄土丘陵区黄土梁平行于沟谷，呈长条状分布，顶面平坦，由于黄土多孔隙、结构疏松，在地表水的侵蚀和冲蚀作用下，沟谷溯源，形成了黄土峁和冲沟等微地貌。黄土冲沟的主沟方向多以北南向为主，一般相对高差在30-50m之间，最大高差约100m，沟心有少量基岩出露，出露地层及岩性为新生界第三系上新统（N2）、新生界第四系中更新统（Q2）、上更新统（Q3）、全新统（Q4）粉土、粉质粘土及砾卵石等。植被发育，以刺灌木、农作物为主，水土流失较严重。分布段落为K000~K19+850、K29+600~K33+199.325，分布长度为23.45Km，占路线总长的70.6%。图2-2研究区地形地貌（2）山间河谷区微地貌为河床、河漫滩和阶地等，河谷形态呈“U”字形，由第四系砾卵石夹砂层和土层组成，二元结构明显。河谷内低洼而平坦，相对高差在20-50米之间。海拔高程在833-968m之间。植被主要为农作物。分布段落为K28+400~K29+600，分布长度为1.20Km，占路线总长的3.6%。（3）黄土覆盖基岩低中山区
15土样类型主要为大块原状土样和原状环刀土样，此外还采集了一些扰动土样。图2-3高填方路基施工区现场采集土样2.2基本物理性质试验对于测区内黄土试样开展了对于含水率、密度、界限含水率等一系列参数的现场试验，最终掌握该地区黄土的天然含水率、密度、干密度、液限、塑限、液性指数、塑性指数、最优含水率和最佳干密度等基本物理性质参数（交通部，2007）。2.2.1含水率试验含水率是决定土工建筑物施工质量的一项重要依据，对于保持高填方路基的长期稳定性具有十分重要的意义。2.2.1.1试验方案含水率是指试样在105-110℃下烘至恒量时，所失去的水的质量和干土质量的比值，以百分率表示。含水率的计算公式为：ω=1100%（2-1）
【参考文献】：
期刊论文
[1]高填方路基主要病害成因分析与施工控制[J]. 邓洪宗. 山西建筑. 2012(28)
[2]交通荷载作用下冻土路基动力响应分析[J]. 黄志军,赖远明,李双洋,张世民. 冰川冻土. 2012(02)
[3]非饱和黄土动残余应变关键影响参量与量值估算[J]. 孙军杰,徐舜华,王兰民,王峻,田文通. 岩石力学与工程学报. 2012(02)
[4]软土路基变形规律现场监测及FLAC模拟研究[J]. 李庆园,任建喜,刘慧,刘倡清,刘朝科,孙杨. 西安科技大学学报. 2009(06)
[5]强夯法研究现状分析[J]. 赵华新,凌敏. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2009(10)
[6]非饱和黄土动力特性试验方法研究[J]. 骆亚生,李瑞,田堪良. 地下空间与工程学报. 2007(06)
[7]土强度试验的排水条件与强度指标的应用[J]. 李广信,吕禾. 工程勘察. 2006(03)
[8]移动荷载作用下柔性路面的动力响应[J]. 张洪亮,胡长顺,许伟清. 长安大学学报(自然科学版). 2005(05)
[9]交通荷载作用下道路与软土地基弹塑性变形分析[J]. 梅英宝,朱向荣,吕凡任. 浙江大学学报(工学版). 2005(07)
[10]直剪试验与三轴试验的对比探讨[J]. 闫龙芳. 山西建筑. 2004(24)
博士论文
[1]基于长期累积变形演化状态控制的高速铁路基床结构设计方法研究[D]. 刘钢.西南交通大学 2013
[2]深季节冻土区重载汽车荷载下路基动力响应与永久变形[D]. 张锋.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]车辆荷载作用下上覆硬壳层软土路基动应力响应特征[D]. 刘云飞.燕山大学 2016
[2]V型沟谷巨粒土高填方路基修筑技术研究[D]. 王凤.重庆交通大学 2014
[3]路基路面结构动力特性试验研究[D]. 华政辉.西南交通大学 2002
本文编号：2974108
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