高速公路扩建工程中软土地基处理方法及其变形特性研究

摘要

本文通过有限元方法，对新老路堤的相互作用机理进行研究，分析了加宽部分路堤填筑对新老地基沉降和侧向位移的影响；分析了不同地基处理对策的处理效果。 首先，根据国内外文献，调查和研究了现有的高速公路扩建工程的软土地基处理方法，阐述了各种处理方法的工程应用及其关键技术、处理效果，分析其优点及存在问题。 其次，采用修正剑桥模型，利用平面有限元方法对不同软基处理方法下新老路基的受力与变形特征进行了计算研究。计算分析表明，附加应力沿路基横断面的不均匀分布，是路基横断面附加差异沉降的根本原因；复合地基法与轻质路堤填料法均能有效减小不均匀沉降。分析了复合地基法与轻质路堤填料法的地基变形影响因素及其作用，主要考虑了处理方法的设计参数、加宽路堤的几何参数以及地基的计算参数等因素的影响，得出各因素与地基变形的关系曲线。计算结果表明：复合地基法中，对附加沉降值影响程度由大到小依次是：桩身模量、地基处理范围、填土高度、加宽宽度、下卧层模量、桩间距、软土层厚度、土体参数；轻质路堤填料法中，对附加沉降影响程度由大到小依次为：填料容重、加宽宽度、填土高度、软土层土体性质、软土层厚度、下卧层模量。 最后，结合佛开高速公路扩建工程的试验段工程，进行轻质填料法的工程实例计算分析，根据其室内外的试验，获得计算的参数，建立有限元模型，并对计算结果与现场的实测结果进行比较分析。计算结果表明有限元计算结果与实测值一致性较好，有限元方法的合理性得到了验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3本文的研究内容

第二章扩建工程地基处理对策研究

2.1概述

2.2新路堤对新老路基作用研究

2.2.1有限元计算模型

2.2.2有限元分析结果

2.3地基处理对策研究

2.3.1排水固结法

2.3.2复合地基法

2.3.3轻质路堤填料法

2.3.4其它处理方法

2.4本章小结

第三章复合地基法加固地基的变形分析

3.1复合地基法加固地基的有限元分析

3.1.1有限元计算模型

3.1.2复合地基法处理的有限元结果分析

3.2影响因素研究

3.2.1复合地基设计参数的影响分析

3.2.2加宽路堤几何参数的影响分析

3.2.3软土地基计算参数的影响分析

3.3本章小结

第四章轻质路堤填料法的地基变形分析

4.1轻质路堤填料法处理的有限元分析

4.1.1有限元计算模型

4.1.2计算结果分析

4.2影响因素研究

4.2.1轻质土路堤设计方案的影响

4.2.2加宽路堤的几何参数影响

4.2.3地基计算参数的影响

4.3本章小结

第五章工程实例

5.1工程概括

5.2现场工程地质条件

5.3试验方案及监测情况

5.3.1试验方案

5.3.2监测项目

5.3.3监测频率

5.4监测结果

5.5有限元结果与分析

5.5.1计算模型

5.5.2有限元计算结果

5.6本章小结

结论与展望

一、结论

二、存在的不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见