宕渣土填筑性能的试验研究与仿真优化设计

摘要

随着我国高速公路建设向山区及丘陵地区延伸，由隧道挖方产生的宕渣土作为路基填料越来越多地应用于道路工程中，其长期沉降计算与预测已成为宕渣土路基建设成功与否的关键所在。
　　本文进行了现场承载板试验、室内压缩变形试验、室内蠕变试验以及现场冲击累积变形试验，并用有限元软件ABAQUS对试验结果进行仿真模拟。建立了现场宕渣土路基回弹模量与室内宕渣土试件弹性模量之间的联系；研究了不同工况下宕渣土高填方路基的长期沉降变形以及相应的极限填筑高度；研究了桥背回填宕渣土在冲击荷载下的力学响应和累积变形特征。
　　结果表明：不同压实工况下宕渣土路基的回弹模量不同，室内宕渣土试件弹性模量乘以一定的增大系数可以预测最佳压实工况下的宕渣土路基回弹模量。根据不同路面不均匀沉降对路面结构的影响程度，不均匀沉降由低到高分为轻、低、中、高四个等级，相应宕渣土的极限填筑高度分别为小于35.5m、35.5～44.2m、44.2～52.5m、大于52.5m。随着振动压路机冲击次数的不断增大，桥背回填处宕渣土路基的回弹模量呈线性增长，而差异沉降呈指数增长，但增长速率逐渐变缓，并最终达到稳定。

目录

文摘

英文文摘

致谢

表格清单

插图清单

第一章 绪论

1.1 研究宕渣土意义与目的

1.1.1 研究意义

1.1.2 研究目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地基沉降及其计算方法的研究

1.2.2 宕渣土高填方路基研究现状

1.2.3 桥背回填宕渣土冲击累积变形研究现状

1.2.4 参数反演的分析方法

1.3 主要研究内容

第2章 宕渣土路基回弹模量研究

2.1 概述

2.2 现场试验段宕渣土回弹模量计算

2.2.1 振动压路机基本参数

2.2.2 宕渣土碾压试验段布置方案

2.2.3 原有路基当量回弹模量计算

2.2.4 路基分层回弹模量计算

2.3 室内宕渣土弹性模量计算

2.3.1 室内压缩变形试验

2.3.2 车轮荷载下路基表面竖向应力计算

2.3.3 室内宕渣土弹性模量计算

2.4 宕渣土路基回弹模量估算

2.5 本章小结

第3章 宕渣土材料粘弹性参数反演分析

3.1 概述

3.2 材料粘弹性理论研究

3.3 室内蠕变试验

3.3.1 试验方法

3.3.2 试验结果

3.4 宕渣土材料粘弹性参数计算

3.5 本章小结

第4章 高填方路基长期变形数值仿真

4.1 概述

4.2 高填方工后路基表面不均匀沉降预测

4.2.110m高填方工后路基表面不均匀沉降计算

4.2.1 不同工况下路基表面不均匀沉降计算

4.3 极限填筑高度的确定

4.4 本章小结

第5章 冲击荷载下桥台后宕渣土力学响应与差异沉降

5.1 概述

5.2 现场测点回弹模量分析

5.2.1 现场冲击累积变形试验方案及试验结果

5.2.2 桥背测点分析

5.3 冲击荷载下桥台后宕渣土差异沉降

5.3.1 现场冲击荷载的确定

5.3.2 现场桥背累积沉降有限元反演

5.4 本章小结

第6章 研究结论与展望

6.1 结论

6.2 本课题创新之处

6.3 展望

参考文献

附录A

附录B

读硕士学位期间发表的论文