深厚软土地基上泡沫混凝土置换路堤全过程沉降变形特性研究

发布时间：2020-06-09 21:48

【摘要】：泡沫混凝土作为一种新型填筑材料,具有质地轻、表观密度极小、高流动性等优点,近年来逐渐被运用于软基路堤的填筑以及桥台台背的填筑工程中。然而,由于缺乏足够的设计依据和丰富的施工经验,还没有得到有效的普及。本文在软土路基沉降分布规律以及沉降量计算理论研究基础上,结合福建某实际道路泡沫混凝土软土路基处理工程,研究了类似福建霞浦深厚软土地区泡沫混凝土置换路堤全过程的沉降变形特性,其成果可为深厚软土地区路基处理工程的实施提供可靠的设计依据,推动泡沫混凝土在软土地区桥头路基处理中的应用水平。(1)运用现场沉降变形监测结果并结合沉降机理分析,研究了路基最终沉降量的三个组成部分的沉降特征。总结了软基在路堤作用下的四种沉降分布形式,并介绍了轻质材料置换路基超载-卸载-再加载后总沉降量计算方法。(2)路堤分级预压阶段,通过数值模拟分析计算得到的地基表面不均匀沉降分布、土体超静孔压消散和路堤坡脚处的水平位移变化规律与现场监测结果保持一致,结果偏差在允许范围内。(3)通过数值模拟论证了泡沫混凝土置换路堤在控制软土路基沉降方面的工程优越性和内在机理。对比结果表明,轻质材料的减重效应是泡沫混凝土置换路堤能够有效控制沉降变形的最主要原因,除此之外,泡沫混凝土置换路堤的刚度修正效应也在路堤沉降控制中发挥着较重要的作用。既有沉降计算理论已能较合理地考虑减重效应,但不能考虑刚度修正效应,因此有必要在路堤沉降计算方法基础上建立考虑泡沫混凝土置换路堤刚度修正的路堤沉降估算方法。(4)针对不同软土层厚度、不同路堤高度、不同泡沫混凝土等级等一系列典型工况,分析计算了泡沫混凝土的刚度贡献对路堤沉降分布的定量影响规律。提出沉降修正系数?来表征路堤刚度贡献对减小地基沉降量的效果。在不同刚度泡沫混凝土路堤作用下,?与路堤填高和软土厚度的统计关系近似满足线性关系,拟合直线斜率?(单位刚度泡沫混凝土路堤在单位填高作用下的沉降变形)与泡沫混凝土路堤刚度之间呈现递减幂函数关系。综合上述结果,在普通柔性路堤沉降计算方法基础上凝练出考虑刚度修正作用的泡沫混凝土路堤作用下软基沉降估算公式。
【图文】：

软土路段,标段

漳州市厦门市宁德市福州市莆田市泉州市南平市三明市龙岩市G15G15G15福宁长途汽车站龙首山施公岭马头企犁礁岗牛头拓岩头渔洋岭头洪江岭头洪山下沙大沙村南洋沙塘里村沙塘港溪坪W鄙辰虮贬餐緼6标段起点A6标段终点福建省图 3-1 本工程所在地理位置图本标段起点里程 K52+891.379，终点里程 K59+285.161，全长 6.393 km，本项土路段为冲海积海岸海滩地貌，地表多为滩涂及养殖区，受潮水涨落潮影响，面横向线路左侧向线路右侧微微倾向大海，横向坡度较小，线路纵向较平缓， 3-2 所示。

路段,标段

漳州市厦门市宁德市福州市莆田市泉州市南平市三明市龙岩市G15G15G15福宁长途汽车站龙首山施公岭马头企犁礁岗牛头拓岩头渔洋岭头洪江岭头洪山下沙大沙村南洋沙塘里村沙塘港溪坪W鄙辰虮贬餐緼6标段起点A6标段终点福建省图 3-1 本工程所在地理位置图本标段起点里程 K52+891.379，终点里程 K59+285.161，全长 6.393 km，本项土路段为冲海积海岸海滩地貌，，地表多为滩涂及养殖区，受潮水涨落潮影响，面横向线路左侧向线路右侧微微倾向大海，横向坡度较小，线路纵向较平缓， 3-2 所示。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.12

【参考文献】