高速公路既有路基状态评价与处置对策研究
发布时间：2022-11-06 10:46
为改善我国高速公路通行能力差的现状,目前广泛采用的措施是对既有的高速公路进行改扩建,其中改扩建大多采用单侧或者双侧的拓宽方式。我国对于高速公路单侧或者双侧拓宽工程已经进行了大量的深入研究,但是对于中央分隔带预留拓宽工程的相关研究还比较少。为更全面的评价既有路基的工作状态,本文在室内外试验的基础上,运用动态检测设备在现场对路基的状态进行了评价,并利用有限元软件ABAQUS建立路基模型分析了既有路基的稳定性。本论文研究的主要内容如下:首先,在既有路基上取原状土样进行了室内试验,通过试验数据计算得到路基的压实度,并分析了路基含水率对压实度和压缩模量的影响。然后,分别运用PFWD、GeoGauge土壤刚度/模量测试仪和贝克曼梁弯沉仪评价既有路基的承载能力,分别获得路基的动回弹模量和杨氏模量,并与传统的贝克曼梁法获得的静回弹模量做对比。通过分析路基动静回弹模量以及动静弯沉之间的相关关系表明,各动静模量和动静弯沉之间呈良好的乘幂关系,证明了动模量和动弯沉可以作为路基施工质量模量和弯沉的快速检测评价指标。根据路基弯沉评定标准并结合现场实测数据得到的乘幂模型,分别提出了对应的PFWD与GeoGauge...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 高速公路既有路基状态评价国内外研究现状
1.2.1 高速公路主要的拓宽方式
1.2.2 回弹模量对路基性能的影响
1.2.3 路基差异沉降对路基性能的影响
1.3 论文主要的研究内容
1.4 论文的技术路线
第二章 既有路基状态室内试验研究与结果分析
2.1 依托工程概况
2.2 既有路基现场试样取样
2.3 颗粒分析试验
2.3.1 颗粒分析试验方法
2.3.2 颗粒分析试验结果
2.4 既有路基界限含水率—液塑限试验
2.4.1 液塑限试验方法
2.4.2 液塑限试验结果
2.5 既有路基土击实试验
2.5.1 击实试验方法
2.5.2 击实试验结果
2.6 既有路基土粒比重试验
2.6.1 土粒比重试验方法
2.6.2 土粒比重试验结果
2.7 路基土的直剪快剪试验
2.7.1 直剪快剪试验方法
2.7.2 直剪快剪试验结果
2.8 既有路基土样的固结与压缩试验
2.8.1 固结与压缩试验方法
2.8.2 固结与压缩试验结果
2.9 既有路基室内试验结果分析
2.9.1 既有路基压实度分析
2.9.2 含水率对压实度的影响
2.9.3 含水率对压缩模量的影响
2.10 本章小结
第三章 高速公路既有路基结构性能检测研究
3.1 路面病害调查统计
3.2 监测方法
3.2.1 便携式落锤弯沉检测
3.2.2 GeoGauge土壤刚度/模量检测
3.2.3 贝克曼梁式检测
3.3 检测仪器原理
3.3.1 PFWD便携式落锤弯沉仪
3.3.2 GeoGauge土壤刚度仪
3.3.3 贝克曼梁弯沉仪
3.4 测试数据分析
3.5 动静模量归一化分析
3.5.1 E_B与E_G归一化分析
3.5.2 E_B与E_P归一化分析
3.6 动静弯沉归一化分析
3.6.1 L_B与K_G归一化分析
3.6.2 L_B与L_P归一化分析
3.7 路基性能快速均匀无损检测研究
3.7.1 传统贝克曼梁静态检测法特点
3.7.2 动态检测法特点
3.7.3 动态检测法对静态检测的优势
3.8 本章小结
第四章 中央分隔带路基变形特性数值模拟研究
4.1 有限元分析基本理论
4.1.1 有限元基本原理
4.1.2 土体的本构关系
4.1.3 土体的固结理论
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 有限元计算思路
4.2.2 基本假定
4.2.3 模型参数的选取
4.2.4 边界条件及网格划分
4.3 拓宽前路基变形特性分析
4.3.1 拓宽前路基应力应变云图分析
4.3.2 拓宽前地基表面在不同时期的工后沉降
4.3.3 拓宽前路基表面在不同时期的工后沉降
4.3.4 拓宽前路基坡脚处断面地基在不同时期的水平位移
4.4 拓宽后路基变形特性分析
4.4.1 拓宽后路基变形随时间变化特征
4.4.2 拓宽后地基表面在不同时期的沉降变形
4.4.3 拓宽后路基表面在不同时期的工后沉降
4.4.4 拓宽后既有路基坡脚处断面地基在不同时期的水平位移
4.5 本章小结
第五章 中央分隔带预留路基强度不足路段处置对策研究
5.1 路床改良处理技术研究
5.2 冲击压实处置技术研究
5.2.1 冲击压实压路机工作原理
5.2.2 冲击压路机施工工艺
5.3 改良土挤密桩复合路基处治技术研究
5.3.1 改良土挤密桩复合路基提高承载力机理研究
5.3.2 改良土挤密桩复合路基抗变形机理研究
5.3.3 改良土挤密桩复合路基施工及检测技术研究
5.4 路床改良处理前后的效果对比分析
5.4.1 路床改良前后弯沉检测结果对比分析
5.4.2 路床改良前后有限元模拟结果对比分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路工程高填方路基施工中冲击碾压技术的应用探究[J]. 董斌. 山西建筑. 2018(33)
[2]一种路基动模量测试方法[J]. 杨博,张锐,查旭东,吕松涛. 岩土力学. 2014(05)
[3]基于ABAQUS的初始地应力平衡方法研究[J]. 代汝林,李忠芳,王姣. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2012(09)
[4]PFWD实测压力与弯沉之间的关系[J]. 查旭东,肖秋明. 公路交通科技. 2011(10)
[5]应用动态圆锥贯入仪快速检测土基压实性能[J]. 查旭东,杨博,王彬,陈武. 交通科学与工程. 2010(01)
[6]掺灰处理土施工方法与灰剂量确定方法的探讨[J]. 李铁军. 中国科技信息. 2009(22)
[7]PFWD快速检测路基模量研究[J]. 查旭东. 公路交通科技. 2009(01)
[8]冲击压实技术在高速公路高填方路基中的应用研究[J]. 赵炼恒,罗恒,李亮,杨小礼,曾中林. 岩石力学与工程学报. 2006(S2)
博士论文
[1]在役高速公路路基性能评价及快速检测技术[D]. 李振存.长沙理工大学 2014
[2]路基强度的快速无损检测、评价与控制研究[D]. 李跃军.中南大学 2012
[3]软土地基上高速公路加宽变形特性及差异沉降控制标准研究[D]. 张军辉.东南大学 2006
[4]高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究[D]. 高翔.东南大学 2006
硕士论文
[1]水泥土半刚性挤密桩复合地基承载能力试验研究[D]. 徐媛媛.西安科技大学 2017
[2]G320（衢州段）改扩建公路路基差异沉降特性与控制技术研究[D]. 王江红.长安大学 2017
[3]拓宽路基荷载下黄土地基挤密桩处治技术及剩余湿陷量控制研究[D]. 范磊.长安大学 2018
[4]黄土区公路路基挤密桩复合地基质量检测体系研究[D]. 孙永斌.兰州交通大学 2016
[5]高速公路单侧拓宽工程新老路基差异沉降的研究[D]. 沈凤娟.石家庄铁道大学 2015
[6]土挤密桩·CFG桩复合地基在湿陷性黄土地基处理中的应用研究[D]. 付海山.郑州大学 2014
[7]高速公路路基拓宽不均匀沉降数值分析[D]. 齐光远.长安大学 2014
[8]基于ABAQUS对高速公路软土地基拓宽变形性状的应用研究[D]. 陈睿.河北工业大学 2014
[9]高速公路改扩建工程路面拼宽技术研究[D]. 张婷.长安大学 2012
[10]填土路基刚性指标及其快速检控技术研究[D]. 张娜.山东大学 2011
本文编号：3703365
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 高速公路既有路基状态评价国内外研究现状
1.2.1 高速公路主要的拓宽方式
1.2.2 回弹模量对路基性能的影响
1.2.3 路基差异沉降对路基性能的影响
1.3 论文主要的研究内容
1.4 论文的技术路线
第二章 既有路基状态室内试验研究与结果分析
2.1 依托工程概况
2.2 既有路基现场试样取样
2.3 颗粒分析试验
2.3.1 颗粒分析试验方法
2.3.2 颗粒分析试验结果
2.4 既有路基界限含水率—液塑限试验
2.4.1 液塑限试验方法
2.4.2 液塑限试验结果
2.5 既有路基土击实试验
2.5.1 击实试验方法
2.5.2 击实试验结果
2.6 既有路基土粒比重试验
2.6.1 土粒比重试验方法
2.6.2 土粒比重试验结果
2.7 路基土的直剪快剪试验
2.7.1 直剪快剪试验方法
2.7.2 直剪快剪试验结果
2.8 既有路基土样的固结与压缩试验
2.8.1 固结与压缩试验方法
2.8.2 固结与压缩试验结果
2.9 既有路基室内试验结果分析
2.9.1 既有路基压实度分析
2.9.2 含水率对压实度的影响
2.9.3 含水率对压缩模量的影响
2.10 本章小结
第三章 高速公路既有路基结构性能检测研究
3.1 路面病害调查统计
3.2 监测方法
3.2.1 便携式落锤弯沉检测
3.2.2 GeoGauge土壤刚度/模量检测
3.2.3 贝克曼梁式检测
3.3 检测仪器原理
3.3.1 PFWD便携式落锤弯沉仪
3.3.2 GeoGauge土壤刚度仪
3.3.3 贝克曼梁弯沉仪
3.4 测试数据分析
3.5 动静模量归一化分析
3.5.1 E_B与E_G归一化分析
3.5.2 E_B与E_P归一化分析
3.6 动静弯沉归一化分析
3.6.1 L_B与K_G归一化分析
3.6.2 L_B与L_P归一化分析
3.7 路基性能快速均匀无损检测研究
3.7.1 传统贝克曼梁静态检测法特点
3.7.2 动态检测法特点
3.7.3 动态检测法对静态检测的优势
3.8 本章小结
第四章 中央分隔带路基变形特性数值模拟研究
4.1 有限元分析基本理论
4.1.1 有限元基本原理
4.1.2 土体的本构关系
4.1.3 土体的固结理论
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 有限元计算思路
4.2.2 基本假定
4.2.3 模型参数的选取
4.2.4 边界条件及网格划分
4.3 拓宽前路基变形特性分析
4.3.1 拓宽前路基应力应变云图分析
4.3.2 拓宽前地基表面在不同时期的工后沉降
4.3.3 拓宽前路基表面在不同时期的工后沉降
4.3.4 拓宽前路基坡脚处断面地基在不同时期的水平位移
4.4 拓宽后路基变形特性分析
4.4.1 拓宽后路基变形随时间变化特征
4.4.2 拓宽后地基表面在不同时期的沉降变形
4.4.3 拓宽后路基表面在不同时期的工后沉降
4.4.4 拓宽后既有路基坡脚处断面地基在不同时期的水平位移
4.5 本章小结
第五章 中央分隔带预留路基强度不足路段处置对策研究
5.1 路床改良处理技术研究
5.2 冲击压实处置技术研究
5.2.1 冲击压实压路机工作原理
5.2.2 冲击压路机施工工艺
5.3 改良土挤密桩复合路基处治技术研究
5.3.1 改良土挤密桩复合路基提高承载力机理研究
5.3.2 改良土挤密桩复合路基抗变形机理研究
5.3.3 改良土挤密桩复合路基施工及检测技术研究
5.4 路床改良处理前后的效果对比分析
5.4.1 路床改良前后弯沉检测结果对比分析
5.4.2 路床改良前后有限元模拟结果对比分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路工程高填方路基施工中冲击碾压技术的应用探究[J]. 董斌. 山西建筑. 2018(33)
[2]一种路基动模量测试方法[J]. 杨博,张锐,查旭东,吕松涛. 岩土力学. 2014(05)
[3]基于ABAQUS的初始地应力平衡方法研究[J]. 代汝林,李忠芳,王姣. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2012(09)
[4]PFWD实测压力与弯沉之间的关系[J]. 查旭东,肖秋明. 公路交通科技. 2011(10)
[5]应用动态圆锥贯入仪快速检测土基压实性能[J]. 查旭东,杨博,王彬,陈武. 交通科学与工程. 2010(01)
[6]掺灰处理土施工方法与灰剂量确定方法的探讨[J]. 李铁军. 中国科技信息. 2009(22)
[7]PFWD快速检测路基模量研究[J]. 查旭东. 公路交通科技. 2009(01)
[8]冲击压实技术在高速公路高填方路基中的应用研究[J]. 赵炼恒,罗恒,李亮,杨小礼,曾中林. 岩石力学与工程学报. 2006(S2)
博士论文
[1]在役高速公路路基性能评价及快速检测技术[D]. 李振存.长沙理工大学 2014
[2]路基强度的快速无损检测、评价与控制研究[D]. 李跃军.中南大学 2012
[3]软土地基上高速公路加宽变形特性及差异沉降控制标准研究[D]. 张军辉.东南大学 2006
[4]高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究[D]. 高翔.东南大学 2006
硕士论文
[1]水泥土半刚性挤密桩复合地基承载能力试验研究[D]. 徐媛媛.西安科技大学 2017
[2]G320（衢州段）改扩建公路路基差异沉降特性与控制技术研究[D]. 王江红.长安大学 2017
[3]拓宽路基荷载下黄土地基挤密桩处治技术及剩余湿陷量控制研究[D]. 范磊.长安大学 2018
[4]黄土区公路路基挤密桩复合地基质量检测体系研究[D]. 孙永斌.兰州交通大学 2016
[5]高速公路单侧拓宽工程新老路基差异沉降的研究[D]. 沈凤娟.石家庄铁道大学 2015
[6]土挤密桩·CFG桩复合地基在湿陷性黄土地基处理中的应用研究[D]. 付海山.郑州大学 2014
[7]高速公路路基拓宽不均匀沉降数值分析[D]. 齐光远.长安大学 2014
[8]基于ABAQUS对高速公路软土地基拓宽变形性状的应用研究[D]. 陈睿.河北工业大学 2014
[9]高速公路改扩建工程路面拼宽技术研究[D]. 张婷.长安大学 2012
[10]填土路基刚性指标及其快速检控技术研究[D]. 张娜.山东大学 2011
本文编号：3703365
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