公路湿陷性黄土路基处理效果评价研究

发布时间：2017-05-01 07:10

  本文关键词：公路湿陷性黄土路基处理效果评价研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以宁夏地区固原至西吉的高速公路湿陷性黄土地基为依托,主要评价湿陷性黄土处理措施的有效性,通过分析翻压、素土挤密桩和灰土挤密桩的加固机理、室内土工试验以及三种处理措施的现场监测及数值分析了湿陷性黄土地基的处理效果和湿陷性黄土地基的不均匀沉降。本次研究内容如下主要有以下几个方面:(1)宁夏固原地基湿陷性黄土的基本物理性能。结合固西高速A1项目段地基土的探井室内试验,对该区域内的密度、含水率、孔隙比、压缩系数进行研究分析。结果表明:土样的天然密度、干密度总体上随着深度增加而增大;土样的孔隙比随着取样深度的增加而减少,但土样的压缩系数却呈现随深度的增加先增大后减小的变化趋势。将试验数据与黄土湿陷系数进行拟合表明,黄土湿陷系数与黄土的密度、干密度、孔隙比、压缩模量等土体参数具有较好的相关性。(2)湿陷性黄土地基中挤密桩的应力场分析及讨论。基于Flac3D数值计算,对挤密桩复合地基的桩土作用机理进行探讨。结果表明:复合地基作用机理体现在复合地基位移场和应力场分布特征上,表现为加固区应力呈“竖向条状横向相间”分布,桩体和桩间土体在上部荷载作用下相互影响,桩土协调变形并共同承担上部荷载。复合地基作用机理取决于桩体和桩间土体的力学性质差异程度,桩土模量差异越大,复合地基中桩土作用机理越复杂。(3)宁夏地区固西高速湿陷性黄土地基处理效果的评价研究及分析。采用Flac3D数值计算技术,在GEOSTUDIO中SEEP/W模块的水场分析结果的基础上,对湿陷性黄土地基的三种措施(翻压、素土挤密桩、灰土挤密桩)的处理效果进行数值分析。分析了降雨条件下不同时期的地基沉降量。研究表明,素土挤密桩和灰土挤密桩可以有效的控制湿陷性黄土地基的湿陷且能够防止不均匀沉降的产生,并将沉降量控制在13cm内;翻压仅在一定程度上改善湿陷性黄土的湿陷情况,沉降量达23cm,且不能防止地基产生的不均匀沉降。通过与现场沉降数据进行比对,结果表明:数值分析和现场监测两者在沉降值有所差别,但是从沉降规律以及处理措施效果两个方面来说,两者不存在差异性,充分表明采用Flac3D评价处理效果是符合客观规律且有效的。(4)宁夏地区固西高速湿陷性黄土地基现场监测分析。采用沉降管、水分计等手段,对湿陷性黄土地基的三种措施(翻压、素土挤密桩、灰土挤密桩)的现场沉降数据进行采集。数据表明:翻压路基的最大沉降量出现在地基中心,为12cm;素土挤密桩和灰土挤密桩的最大沉降量则分别为6.5cm和5cm。三种措施在沉降趋势上均呈现“碗型”,但是翻压地基的沉降曲线上出现一定的波浪状,地基中线两侧7m范围内出现达4cm的波浪差值,表明其未能改善湿陷性黄土地基的不均匀沉降。
【关键词】：湿陷性黄土 土体参数 沉降分析 Flac3D
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外发展现状11-13
• 1.3 主要研究内容及技术路线13-16
• 1.3.1 主要研究内容13-15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 第二章 宁夏地区固西路湿陷性黄土特性16-28
• 2.1 固西高速工程概况16-17
• 2.1.1 地质概况16
• 2.1.2 试验内容以及取样点位置16-17
• 2.2 密度试验17-18
• 2.3 含水率试验18-20
• 2.4 压缩系数试验20-22
• 2.5 黄土湿陷系数与物理性质参数的相关性分析22-27
• 2.5.1 黄土湿陷系数与物理性质的相关性机理22-23
• 2.5.2 物理指标的选取23-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 固西路湿陷性黄土地基数值模拟及应力分析28-38
• 3.1 数值模拟方法简介（Flac3D）28-29
• 3.2 模型的建立29-33
• 3.2.1 几何模型29-30
• 3.2.2 材料参数30
• 3.2.3 本构模型30-32
• 3.2.4 约束条件的确定32-33
• 3.2.5 接触类型的定义33
• 3.3 地基作用机理分析33-36
• 3.3.1 最大主应力33-34
• 3.3.2 最小主应力34-35
• 3.3.3 协调变形35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 固西路湿陷性黄土处理效果模拟分析38-60
• 4.1 湿陷性黄土地基水场分析39-42
• 4.1.1 翻压地基的水场分析40
• 4.1.2 素土挤密桩地基的水场分析40-41
• 4.1.3 灰土挤密桩地基的水场分析41-42
• 4.2 地基沉降量研究分析42-50
• 4.2.1 翻压地基沉降量研究分析42-45
• 4.2.2 素土挤密桩地基沉降量研究分析45-48
• 4.2.3 灰土挤密桩地基沉降量分析48-50
• 4.3 地基沉降不均匀性的研究分析50-58
• 4.3.1 翻压地基沉降不均匀性分析51-54
• 4.3.2 素土挤密桩地基沉降不均匀性分析54-56
• 4.3.3 灰土挤密桩地基沉降不均匀性分析56-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 湿陷性黄土地基监测分析60-72
• 5.1 固西路素土挤密桩处理效果现场试验分析60-63
• 5.1.1 固西高速公路湿陷性黄土地基处理措施60
• 5.1.2 素土挤密桩复合地基处理黄土湿陷性机理分析60-61
• 5.1.3 试验方法概述61-62
• 5.1.4 试验结果及分析62-63
• 5.2 湿陷性黄土地基监测63-67
• 5.2.2 元器件的埋设工艺研究64-66
• 5.2.3 元器件埋设注意事项66
• 5.2.4 测试数据的采集及频次66-67
• 5.3 监控结果及分析67-70
• 5.3.1 翻压处理段沉降分析67-68
• 5.3.2 素土挤密桩段沉降分析68-69
• 5.3.3 灰土挤密桩段沉降分析69-70
• 5.4 本章小结70-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 建议73-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-78
• 攻读学位期间取得的研究成就78

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