复杂应力下二灰改良风积土路基强度演化规律试验研究

摘要

随着城镇化的发展，中国城市道路等基础设施建设需求逐年增大。城市道路的新建或扩建逐渐增多，在城市道路的设计与施工中遇到了许多技术问题。寻求既满足强度与稳定性要求，又能实现经济合理的路基填料，已成为工程技术人员面临的重要课题。文章的目的是为了改善二灰改良风积土路基填料的应用效果，防止路基不均匀沉降等病害，降低工程造价，为类似工程提供借鉴与参考。
　　文章以内蒙古自治区巴彦淖尔市农垦太阳庙农场物流园区道路工程为工程背景，采用理论分析、室内试验研究、有限元数值模拟等手段，对风积土及二灰改良风积土路基强度演化规律进行研究，进而分析二灰改良风积土路基的加固效果。
　　通过室内土工试验获取了风积土相应的物理力学参数，得出风积土颗粒孔隙较大，表现为细颗粒难以充分填充孔隙，需要改良土质以改变风积土的粒径级配。
　　通过室内真三轴试验模拟风积土真实的受力状态，得出风积土抗剪强度表现出显著的结构性。但风积土的抗剪强度仍然符合摩尔-库仑定律，前半部分结构性的存在成为其抗剪强度的重要组成部分，后半部分为随着荷载的增大，其结构性逐渐消失。
　　通过室内真三轴试验模拟二灰改良风积土真实的受力状态，得出灰土比为影响改良风积土抗剪强度的首要因素，体现在粘聚力与内摩擦角两个方面。进而得出二灰改良风积土的最佳配比：压实度96%，相应孔隙率11.4%作为二灰改良风积土路基的压实标准；石灰掺入量10%，粉煤灰掺入量为40%为改良相对最优掺入比，即最佳灰土比为1：4：5；含水率取风积土的最优含水率18%。
　　通过MIDAS/GTS岩土有限元分析软件进行数值模拟计算，对道路工程产业大街加宽段的应力与位移场进行分析。得出路基竖向位移的最大值发生在新路基与旧路基结合的坡脚处，加宽段路基铺设土工格栅有效抑制路基的水平位移，二灰改良风积土有效的减小了路基塑性区的范围，起到了预想的加固效果。

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1 绪论

1.1 研究意义

1.2 相关研究现状

1.3 研究内容及方法

1.4 技术路线

2 风积土基本物理力学性质试验

2.1 工程背景

2.2 风积土的基本物理力学性质试验研究

2.3 本章小结

3 风积土强度演化规律试验研究

3.1 试验装置

3.2 试样的制备

3.3 试验方案

3.4 试验结果分析

3.5 风积土强度演化规律

3.6 本章小结

4 二灰改良风积土强度演化规律试验研究

4.1 二灰改良土强度产生机理

4.2 二灰改良土试验方案设计

4.3 均匀设计在试验方案设计中的应用

4.4 试验成果分析

4.5 二灰改良风积土强度演化规律

4.6 本章小结

5 二灰改良风积土路基有限元分析

5.1 MIDAS/GTS软件简介

5.2 本构模型的选取

5.3 土工格栅单元

5.4 数值模型的建立

5.5 计算结果分析

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 本文主要结论

6.2 本文的不足之处与进一步研究展望

参考文献

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