高填方路基下流变性黏土地基的沉降变形研究

发布时间：2020-06-27 13:22

【摘要】：贵州地形起伏不平,道路修建高填方路段较多,境内为喀斯特地貌区,裸露的碳酸盐类岩石经风化形成的红黏土为地基土层主要组成,红黏土有显著的流变性。针对贵州道路建设特点,利用ABAQUS软件建模,对高填方路基下流变性黏土地基沉降变形进行研究,期望对贵州道路设计和施工的决策提供科学依据。借助Origin9、1st Opt软件的数据提取、绘图、拟合功能和ABAQUS软件强大的建模分析能力,针对课题做的主要研究工作及得到的主要成果如下:1、对分层总和法的计算原理和程序进行了归纳,对曲线拟合法的常用模型进行了介绍。通过算例分析,研究了曲线拟合法的沉降预测原理。在前面研究的基础上进行三种方法优劣势分析,认为本课题研究有限元法最佳。2、对建立高填方道路横断面模型涉及的线弹性模型和塑性模型进行了介绍。研究大量蠕变试验成果,对土体蠕变类型和阶段进行了分类并分析其机理。介绍流变学模型理论,对基本模型的蠕变本构方程进行了推导。运用分数阶微积分理论,提出了描述黏土蠕变规律参数少、精度高的分数阶黏弹塑性蠕变模型,为土体沉降蠕变分析领域的研究,提供一种工具。3、探讨了地基沉降三阶段机理及考虑蠕变原因,并介绍ABAQUS自带的Drucker-Prager塑性与蠕变耦合模型,通过拟合蠕变试验数据反求了黏土蠕变参数。4、运用黏土蠕变参数和物理力学参数建立了高填方道路横断面有限元模型,分析黏土地基的沉降特性。针对设计的模型,主要成果有:其一,分析出了该模型地基沉降特性;其二,地基黏土蠕变对该模型地基和路基顶面中心10年末工后沉降影响占比分别为26.6%、27.9%,影响较显著,沉降计算应考虑蠕变。5、设计3组18种路基分层填筑方案,建立对应工况下的18种高填方道路横断面模型,模型计算结果表明:路基分层填筑方案对地基工后沉降影响显著,降低填筑速度或增大施工间隙固结时间都可减小地基工后沉降,其减小量占比随两者的降低或增大呈减速递增趋势。/cbeay-x(10)(28)函数可对地基工后沉降和路基填筑速度、间隙固结时间曲线进行高精度拟合,且不同路基分层填筑方案下存在极限地基工后沉降可推定在a值左右。6、基于有限元模型的研究成果,对贵州省高填方道路建设给出了七点建议。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U418.5
【图文】：

贵州大学 硕士学位论文现“县县通高速”，决定开展高速公路三年建设会战，并颁布配公路三年建设会战实施方案》。到 2015 年年底，贵州省高速里，全部 88 个县市区贯通高速公路，为我国西部地区第一个“份。2016 年贵州省交通运输厅报请审批省政府批复同意的《网规划（加密规划）》定下“十三五”末或“十四五”初全省突破 1 万公里的目标。贵州公路建设如火如荼，结合贵州省情究，将可能产生巨大的经济效益。

图 1.2 花溪大学城碳酸盐岩风化形成红黏土及意义实践表明：低矮路基在填筑完成后很短时间内沉历时较长，其次固结沉降甚至持续几十年，而填甚。固结理论认为瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降是土体受荷后产生的超孔隙水压力消散是超孔隙水压力消散后土骨架持续蠕变变形引起中，蠕变变形的忽视，对长期沉降的预测可能产学模型理论提出一种参数少、精度高适合描述黏沉降蠕变分析领域的学者提供一种工具，期许产道路沉降是道路工程中最常见的问题，会造成桥

【参考文献】

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本文编号：2731870