降雨入渗及交通荷载作用下路基土体变形特性研究

发布时间：2017-04-24 11:01

  本文关键词：降雨入渗及交通荷载作用下路基土体变形特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国高速公路的大量建设和投入使用,越来越多的路段还未达到设计使用年限便出现了较多的水损破坏问题,其中多半是由路基病害造成的。而更多的投资并没有使这些问题的得到改善,因此引起了人们的高度重视,降雨和交通荷载作用对路基的影响成为重要的研究课题。本文以某高速公路病害多发路段为研究对象,进行路基路面水损病害调研,分析水损病害的成因;采用无损检测技术测试路面的承载能力、车辙、平整度及路基结构的压实度,分析测试结果进行路况评价;根据压实度分级评价标准,发现87%以上的道路路基存在压实度不足的问题;压实较差区含水率试验表明,其周围一定范围内土体均受到影响;并以此为切入点,运用ABAQUS软件建模,研究降雨强度、降雨持续时间、车辆行驶速度及轴载作用对压实不足路基的影响情况,研究指出:路基压实问题的存在,为降雨入渗提供了良好的通道,对路面病害的形成和发展有促进作用,增加了交通荷载的影响范围;降雨强度越大,路基沉降、孔压、有效应力和渗流速度变化越明显,且孔压变化集中在降雨的前三个小时内,当降雨总量相同时,降雨强度比降雨持续时间对孔压和渗流速度的影响更大;交通荷载比持续性降雨对路基土体的沉降和竖向应力影响更明显;车轮底部沿行驶方向的路基沉降曲线和竖向应力曲线的形状只与车辆行驶速度有关;降雨时尤其是强降雨天气,大轴重车辆于高速公路上低速行驶,将会在最不利位置同时产生较大的竖向位移和竖向应力,对高速公路极为不利,因此应严格限制超重车辆的行驶。
【关键词】：水损病害 路基 压实不足 降雨入渗 交通荷载
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 主要符号说明7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的背景、来源及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 水的影响11-12
• 1.2.2 车辆载荷的影响12-15
• 1.3 本文的研究内容15-16
• 第二章 高速公路病害调研16-22
• 2.1 典型病害16-18
• 2.1.1 路面典型病害16-18
• 2.1.2 路基典型病害18
• 2.2 水损病害成因分析18-21
• 2.2.1 内因分析19-20
• 2.2.2 外因分析20-21
• 2.3 小结21-22
• 第三章 路面测试及路况评价22-34
• 3.1 路面承载能力与完整性测试22-25
• 3.2 路面车辙与平整度测试25-26
• 3.3 压实度测试26-29
• 3.4 路基压实不足处含水率分析29-33
• 3.4.1 测线布置29-31
• 3.4.2 测试结果31-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 降雨对路基土体影响性分析34-53
• 4.1 软件简介34-35
• 4.2 饱和-非饱和土渗流理论35-37
• 4.2.1 饱和-非饱和渗流控制方程35-36
• 4.2.2 饱和-非饱和土渗流应力耦合方程36-37
• 4.3 模型建立37-41
• 4.3.1 计算假定37
• 4.3.2 模型尺寸及材料设置37-39
• 4.3.3 渗透设置39-41
• 4.3.4 载荷及边界设置41
• 4.4 降雨工况41-44
• 4.4.1 降雨强度41-42
• 4.4.2 降雨持续时间42-44
• 4.5 降雨入渗结果分析44-51
• 4.5.1 降雨前的初始状态44-45
• 4.5.2 降雨强度的影响45-50
• 4.5.3 降雨持时的影响50-51
• 4.6 小结51-53
• 第五章 降雨入渗及交通荷载作用下路基土体变形规律研究53-70
• 5.1 交通荷载53-55
• 5.2 模型的建立55-58
• 5.2.1 模型结构单元的选择55-56
• 5.2.2 人工边界56-57
• 5.2.3 荷载施加57-58
• 5.3 模拟工况58
• 5.4 动载作用分析58-68
• 5.4.1 降雨强度的影响58-60
• 5.4.2 轴载和行车速度的影响60-63
• 5.4.3 动载影响范围研究63-68
• 5.5 小结68-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-77
• 个人简历 在读期间发表的学术论文77-78
• 致谢78

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本文编号：324038