直线边界软土路基水平侧向应力分析研究

摘要

高速公路软土路基沉降变形是当前国内外学者日益关注的不良地质问题。由于软土路基具有强度低、固结慢、变形大等特点，在软土地基上修筑高速公路，沉降和变形往往成为工后的病害，对安全构成严重的威胁。国内外对软土路基变形产生原因、影响因素和治理对策的研究相对较多，提出了许多理论见解并取得了一些成功经验，但是针对由竖向荷载作用产生的侧向应力研究相对较少，对直线侧限边界上应力分布规律的研究更少，再加上不同地区软土的性质不一样，因此，开展不同地区软土路基侧向应力研究具有重要意义，同时具有鲜明的创新性。 本文研究选用广西境内钦（州）防（城港）高速公路K39+725～+935下行线为依托进行研究，针对A—A'剖面概化成直线侧限边界的地质模型，利用弹性理论计算软土地基中由竖向荷载作用下产生的水平侧向应力，从而确定侧应力叠加的范围、大小，并针对侧向应力对路堤滑动面的稳定系数和蠕动变形条件进行计算对比分析。 本文主要探讨和研究了以下几方面的内容： （1）通过研究区域内的工程地质特性及软土特征等，从而进一步分析研究区内软土路基沉降变形的原因、影响因素及变形发展规律等； （2） A—A'剖面地基路堤的沉降量计算。结果表明：该路段软土路基A—A'剖面工后沉降量最小为39，7 cm，最大的达到73.5cm，软土路堤沉降量多处已超过规范、设计允许沉降量（≤30cm），沉降量不均匀；且A—A'剖面附近范围存在蠕动变形和整体滑移的可能性； （3）对钦防高速公路K39+725～+935下行线A—A'剖面进行概化，通过弹性理论计算软土路堤水平侧向应力大小、传递距离。结果发现：水平侧向应力大小与软土层厚度及填筑土厚度呈线性关系，其值随着软土层厚度、填筑土层厚度的增加而增大。且侧向应力大小随着传递距离的增大而减小，呈非线性关系； （4）通过圆弧条分法计算滑动面的稳定性系数，并对考虑侧向应力作用前后滑动面的稳定性进行对比分析。结果可知：当有水平侧向应力作用后，其滑动面稳定系数较小，已到极限状态，将有可能出现土体滑移。 通过本文的研究，为今后深入研究软土路基侧应力的特殊性提供了新范例，为分析软土路基沉降变形问题提供理论基础，为软土路基治理工程设计、施工提供技术依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题来源及研究意义

1.2国内外的研究现状

1.3研究的内容、技术路线及论文的创新点

1.3.1研究内容

1.3.2研究目标

1.3.3技术路线

1.3.4创新点

第2章研究区工程概况

2.1研究区的工程地质条件及水文地质条件

2.1.1工程地质条件

2.1.2水文地质条件

2.1.3岩土工程评价及工程地质区段划分

2.2研究区A-A′剖面地基路堤沉降量计算

2.2.1计算方案的选取

2.2.2计算公式的选取

2.2.3计算结果分析

2.3研究区路基沉降变形和纵向开裂的影响因素与成因分析

2.3.1路基沉降变形和纵向开裂的影响因素

2.3.2路基沉降变形与纵向开裂的原因分析

2.4小结

第3章软土侧应力计算分析讨论

3.1研究区A-A′的概化条件

3.2计算理论的确定

3.2.1水平侧向应力的计算

3.2.2水平侧向应力传递距离及大小的计算

3.3计算结果的分析

3.3.1水平侧向应力与各种影响因素的关系

3.3.2水平侧向应力传递的距离及大小

3.4小结

第4章水平侧应力计算的工程应用

4.1分析理论的确定

4.1.1滑动面上安全系数的计算

4.1.2软土蠕动的分析理论

4.2计算结果的分析与讨论

4.2.1水平侧向应力对滑动面的影响

4.2.2水平侧向应力对软土蠕动变形的影响

4.3研究区软土路基的处理

4.3.1加固治理的目标与目的

4.3.2加固治理的工程设计

4.3.3地基处理后沉降变形监测结果

4.4小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

个人简介