城市快速路基填筑施工对结构物的稳定性和变形影响的研究

摘要

公路的桥台、涵洞和挡墙等穿路堤结构物，一般要求在路堤施工完成后施工。但为了节省建设工期，常常先施工桩基、桥台、涵洞和挡墙等穿堤结构物，后进行路基填筑，路基填筑因“抢工期”需要而快速完成。路基填筑速度过快，一方面不利于桥、涵洞、墙等结构物的稳定；另一方面地基来不及固结，路桥、路涵的过渡段存在很大的差异沉降，直接影响公路行车安全和服务质量。本文主要在理论分析的基础上，通过现场试验，并结合数值模拟来研究填土碾压过程中对结构物产生的影响进行讨论，主要成果有：
　　在施工现场通过埋设仪器，测量了填土碾压过程中桥台、箱涵和挡土墙等结构物所受土压力和产生的位移，根据观测结果，分析了竖向应力和水平应力的变化趋势，发现压路机碾压时不仅会增加竖向应力，也会增加水平应力，但当荷载消失后，竖向应力基本全部消散，而水平应力会有一部分的残余应力保留下来；碾压作用仅仅增加了水平应力，影响深度大约在2m左右，对竖向应力基本不影响，而水平应力并不是随深度增加而线性增大，呈先增加后基本不变甚至会减小的趋势；桥台和挡土墙的位移均随填土高度增加而增加，从下至上渐渐增大；箱涵顶部土压力呈抛物线分布，两侧土压力大大超过土的重度，对高填方箱涵应采取必要的减荷措施，以减小此不利情况导致的破坏等等。
　　运用岩土工程分析软件 Plaxis对桥台、箱涵等结构物进行数值分析，模拟在不同工况下，路基填筑对结构物所产生的影响。结合计算结果，发现桥台在压路机碾压后的残余应力主要分布在上部，大约为碾压时的1/3左右，对于下部基本不产生残余应力，且由压路机产生的附加应力近似随荷载的距离呈线性减小趋势；箱涵在两侧填土时较为稳定，产生位移较小，但在单侧填土的情况下，发生较大水平位移，这主要由压路机的碾压作用导致，在填土碾压时产生了水平向滑移，进而导致破坏，要避免该情况的发生。

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第一章 概论

1.1研究背景及其意义

1.2研究现状

1.3本文的主要内容与章节安排

第二章 填土碾压施工对桥台的影响

2.1桥台影响的现场试验

2.2碾压引起的桥台土压力计算

2.3桥台影响的数值模拟

2.4本章小结

第三章 填土碾压施工对箱涵的影响

3.1箱涵影响的现场测试

3.2箱涵影响的数值分析

3.3本章小结

第四章 路基填筑对挡土墙的影响

4.1 现场试验

4.2试验结果分析

4.3本章小结

第五章 路基填筑的沉降观测和工后沉降预测

5.1观测目的

5.2观测方案

5.3数据处理与分析

5.4 路基沉降预测计算

5.5本章小结

第六章 结论

6.1主要工作与创新点

6.2存在的不足与后续工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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