基于Duncan-Chang模型的路基压实度确定方法探讨

摘要

公路是国民经济的基础性产业，而路基又是公路的基础，是整个公路构造的重要组成部分。在公路建设过程中，要保证公路路基的建设质量，必须有效控制路基压实质量，建立出适用于公路路基的快速而可靠的压实度检测方法。目前广泛应用的公路路基压实度的检测方法主要包括灌水（砂）法和波法，然而这些方法存在检测效率低或精度差等不足，难以满足工程检测精度要求，需要进一步的补充、完善和改进。为此，建立公路路基压实度的合理检测方法便成为确保公路路基填筑质量的关键问题。本文结合相关项目开展了对该问题的深入研究，具有重要的理论与工程实用价值。
　　 为了建立公路路基压实度检测的新方法，本文首先在深入研究静力贯入路基变形力学机理基础上，将静力贯入荷载引起的路基土体应力分为各向等压应力和轴向偏应力两部分，并考虑到路基土体变形的非线性特征，引进分级加载和地基沉降分析的分层总和分析的思想，采用增量广义虎克定律和增量Duncan-Chang模型，建立出了以路基土体初始孔隙率、泊松比、粘聚力和内摩擦角等为参数的路基贯入荷载位移分析模型;然后，基于上述静力贯入位移分析模型，引进自适应遗传模拟退火优化反演分析方法，利用实测路基静力贯入荷载位移曲线，建立出了基于静力贯入试验的路基压实度检测方法，该方法不仅可以检测路基压实度，还可以测定路基土体其它物理力学参数（如泊松比、粘聚力和内摩擦角等），而且，由于静力贯入试验可移置到专用汽车以实现快速移动和检测，因此，该方法还具有检测速度快和效率高的特点。最后通过工程实例计算和与现有方法的对比分析，表明了本文方法的合理性与可行性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 公路路基压实度检测方法的研究现状

1．2．1 公路路基压实质量评价方法

1．2．2 公路路基压实度及其检测方法

1．3 路基沉降计算方法

1．3．1 沉降计算方法综述

1．3．2 分层总和法

1．4 本文研究思路与主要研究内容

第2章 土的本构模型

2．1 土本构模型的研究内容及研究进程

2．1．1 土本构模型的研究内容

2．1．2 土本构模型的研究进程

2．2 土体本构模型的分类

2．2．1 土的弹性模型

2．2．2 土的弹塑性模型

2．2．3 土的粘弹塑性模型

2．2．4 土的其他模型

2．3 邓肯—张(Duncan-Chang)双曲线模型

2．4 几种本构模型的比较

2．5 土的本构模型研究趋势

2．6 本章小结

第3章 土石混合料的工程性质

3．1 土石混合料的定义及综合分类

3．1．1 土石混合料的定义

3．1．2 土石混合料的综合分类

3．2 土石混合料的结构形式

3．3 土石混填路基的概念及特点

3．4 土石混合料的压实

3．4．1 土石混合料的压实机理

3．4．2 土石混合料的压实方法

3．4．3 土石混合料的压实质量控制指标

3．5 土石混合料的力学性能

3．5．1 土石混合料的结构性

3．5．2 土石混合料的结构强度

3．5．3 土石混合料的抗剪强度

3．5．4 土石混合料的刚度

3．6 本章小结

第4章 路基压实度的确定方法

4．1 概述

4．2 室内静力贯入试验简介

4．2．1 试验原理

4．2．2 试验目的

4．2．3 试验装置介绍

4．2．4 主要试验设备

4．2．5 室内静力贯入试验过程

4．2．6 室内静力贯入试验结果整理

4．3 路基荷载位移关系解析模型的建立

4．3．1 路基静力贯入变形机理

4．3．2 静力贯入路基体应力分析

4．3．3 静力贯入路基荷载位移分析模型

4．4 基于静力贯入的路基压实度确定方法

4．4．1 土石混填路基物理力学参数的反演分析

4．4．2 自适应遗传模拟退火算法

4．4．3 土石混填路基初始变形模量的标定方法

4．4．4 路基压实度的确定

4．5 基于Duncan-Chang模型的路基压实度确定方法的实现

4．6 本章小结

第5章 实例分析与验证

5．1 室内静力贯入试验的计算与验证

5．2 工程实例计算与验证

5．2．1 工程简介

5．2．2 现场静力贯入试验过程

5．2．3 基于静力贯入试验的路基压实度确定方法的验证

5．3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间论文、著作及科研术情况