一级公路改造工程路基拓宽差异沉降数值分析

摘要

近年来很多地方为了提高区域的运输效能,陆续对原有的道路进行扩建改造。由于新老路基的固结度不同,致使新路基的沉降大于老路沉降,这就出现了差异沉降。差异沉降过大会造成路面结构破坏,严重时会导致路基失稳。减小路基差异沉降是道路改扩建工程的主要技术难题。本论文结合某一级公路改造工程,采用数值方法对路基差异沉降的防治措施进行分析,主要内容归纳如下:
　　(1)数值计算方法在土的固结沉降问题中的应用
　　采用基于Biot固结理论的有限元分析方法,通过算例与经典的Terzaghi固结理论结果进行对比,验证本文采用的数值计算方法的可靠性。
　　(2)路基拓宽差异沉降特性及差异沉降指标
　　在总结国内外公路改扩建工程实践的基础上,分析了路基差异沉降产生的病害和原因。运用分析软件模拟了路基拓宽工程的差异沉降变形、应力分布、孔隙压力变化。根据路面结构层的弯拉强度确定差异沉降控制指标。
　　(3)一级公路差异沉降防治措施分析
　　结合安徽蚌埠市蚌固一级公路改造工程的实际拼接加宽方式和地质条件,选取典型的路基拓宽截面,采用数值方法,分别对拼接拓宽方式、拼接坡率及台阶尺寸、土工格栅设置等方面对拓宽路基沉降变形进行分析,并对其效果进行分析总结并提出相应的建议。
　　论文中的若干结论可为类似的课题及工程设计提供参考。

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第一章 绪论

1.1课题研究的意义和目的

1.2国内外研究现状

1.3技术路线和主要研究内容

第二章 路基差异沉降机理及防治措施

2.1 差异沉降机理

2.2 差异沉降造成的道路病害

2.3 差异沉降防治措施

2.4 本章小结

第三章 路基固结沉降计算理论

3.1 土体固结理论

3.2饱和土静力固结有限元法

3.3 ABAQUS有限元软件及在岩土工程中的适用性

3.4 土体本构模型

3.5 一维固结沉降算例

3.6 本章小结

第四章 路基拓宽变形特性及沉降控制标准

4.1 差异沉降分析

4.2 沉降曲线变化规律

4.3 路基拓宽差异沉降控制指标

4.4 本章小结

第五章 路基拓宽差异沉降防治措施分析

5.1 工程概况

5.2 拼接方式对拓宽路基差异沉降的影响分析

5.3台阶设置对路基差异沉降效果分析

5.4 土工格栅加筋处置分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况