路基荷载下软土地基侧向变形特性研究

摘要

在我国沿海、沿江和内陆湖区，软土分布范围广泛，土的类别多为淤泥、淤泥质粘土，在南方少数地区还有淤泥混沙层，随着我国高速公路建设的蓬勃发展，在软土地区修建高速公路将会日益增多。
　　 在软基上修筑路堤，变形和稳定问题就显得尤为突出，其中变形问题更为复杂。路堤下地基土的变形包括竖向变形和水平方向变形，即沉降和侧向位移。地基土体的侧向位移是不可小视的，它不仅导致路基沉降变形和降低其稳定性，还对邻近建(构)筑物产生水平荷载、水平变形甚至破坏，对于复杂结构，侧向位移的影响更为显著。因此研究侧向位移的规律，计算分析侧向位移，控制和避免侧向位移，提高路堤施工中路基的稳定控制及预测水平，都是值得深入研究的，同时也是对目前已有软基侧向位移研究成果的有益补充。
　　 为此，本文总结已有考虑侧向位移的沉降计算方法，依据不同地区实测资料，基于地基沉降量的决定性因素(体积应变和侧向位移)，提出适合某地区考虑软基侧向变形的沉降修正公式。
　　 分析路堤荷载下软基侧向变形的测斜仪测试方法及其局限性，结合被动桩问题研究方法，探讨路堤荷载下测斜管与土体相互作用问题，得到求解极限状态下测斜管各深度位移值的新方法，一定程度上可以预测软基最大侧向位移。
　　 使用有限差分软件FLAC，采用机理分析和数值计算相结合的方法，对洞庭湖区软土地基侧向位移影响因素进行讨论分析。
　　 最后，依托岳常高速公路岳阳试验段路基监测工程，通过现场原位测试以及室内试验，分析岳阳试验段软土地基变形分布规律以及侧向位移现场测试中测斜管偏转和扭转导致的误差问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2国内外研究现状及评述

1.2.1侧向位移的现场研究

1.2.2侧向位移预测研究

1.2.3软土地基考虑侧向位移的沉降计算方法研究

1.3本文研究的主要内容及技术路线

1.3.1主要内容

1.3.2技术路线

第二章基于软土侧向位移的路基沉降及其修正研究

2.1概述

2.2地基的侧向位移与路中沉降的关系

2.2.1一般观点

2.2.2加拿大学者Tavenas的观点

2.2.3马时冬的观点

2.3路基沉降的修正研究

2.3.1考虑侧向变形对沉降修正的必要性

2.3.2已有基于侧向变形的沉降计算方法

2.3.3基于软土体积应变和侧向位移的沉降修正

2.4本章小结

第三章路堤堆载下管土相互作用研究

3.1概述

3.2路堤填筑引起软土地基竖向附加应力的计算

3.2.1梯形分布荷载作用下土体中的竖向附加应力计算

3.3路堤堆载作用下管土相互作用分析

3.3.1管土相互作用模型及相关假设

3.3.2侧压力计算方法

3.3.3管侧土抗力的计算分析

3.4路堤堆载作用下测斜管力学模型的建立及求解

3.4.1极限状态下侧向受荷管力学模型

3.4.2边界条件及计算参数

3.4.3方程的求解

3.5求解步骤及参数分析

3.6本章小结

第四章洞庭湖区软土地基侧向位移影响因素分析

4.1概述

4.2洞庭湖地区软土的工程特性

4.2.1软土成因

4.2.2软土工程性质

4.3 FLAC基本理论及计算模型的建立

4.3.1 FLAC概述

4.3.2土体应力-应变关系及土性参数

4.3.3计算模型的简化

4.3.4计算工况和参数

4.3.5填土过程模拟方式

4.4变形计算结果分析

4.4.1竖向变形

4.4.2水平位移

4.5软土地基侧向变形影响因素分析

4.5.1路堤填筑高度的影响分析

4.5.2软土层厚度的影响分析

4.5.3软土性质的影响分析

4.6本章小结

第五章岳阳试验段软基变形观测现场研究

5.1 概述

5.2变形观测结果分析

5.2.1沉降分析

5.2.2侧向位移分析

5.2.3路基中心沉降与侧向位移的关系

5.2.4数值计算的实例验证

5.3侧向位移观测中测斜管偏转和扭转研究

5.3.1测斜仪的使用习惯

5.3.2测斜仪工作原理

5.3.3测斜管导槽偏转及处理

5.3.4测斜管导槽扭转及处理

5.4软土地基上路堤施工稳定控制

５.4.1路基变形和稳定性之间的相关性

5.4.2变形控制评价软基路堤施工稳定性方法

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2需进一步研究的问题

参考文献

致谢

附录A