高速公路路基拓寬不均勻沉降數(shù)值分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟高速持續(xù)不斷地發(fā)展,高速公路建設的也進入了快速發(fā)展的快車道,里程不斷增多,質量也越來越優(yōu)良;然而我國在上個世紀末所修建的高速公路到現(xiàn)在交通流量已經(jīng)趨于飽和,大多都是四車道道路,道路服務也是大不如前,對其進行拓寬改造是勢在必行。但是,在拓寬后因為新老路基施工時間的差異以及路基本身特性的偏差,使地基的壓縮程度與固結程度出現(xiàn)差別,這樣就會出現(xiàn)新老路基的不均勻沉降,在新老路基相接處出就會出現(xiàn)高差、破損、裂縫等問題,所以研究新老路基拓

2、寬后將發(fā)生的不均勻沉降問題具有十分重大的現(xiàn)實意義。
　　本文結合黑龍江省伊綏高速公路的應用實踐,通過研究高速公路拓寬改建的案例,運用有限元軟件,本位對新老路路基拓寬過程中發(fā)生不均勻沉淀進行了數(shù)值分析,發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律,針對此問題提出改進措施。
　　首先,對土體沉降變形涉及的基本理論進行介紹。分析地基應力,應力包括自重應力和有效應力,再依據(jù)疊加的原理,對產(chǎn)生在地基里任何位置處的附加應力進行計算,推導了新路基的附加荷載。對比分析了不

3、同的土本構模型,對土的彈塑性性理論進行了介紹,研究有限元數(shù)值計算中土的本構模型使用了Drucker-Prager模型。在此基礎上,建立路基拓寬的有限元模型。對數(shù)值進行了計算,結果得出:新老路基之間的老路基受到了新路基所給的附加應力而引起了不均勻的沉降變形;路基頂面的沉降由中心向兩側沿著路基橫斷面豎向呈勺型分布;如果拓寬寬度增加,所引起的新路基會使豎向沉降以及水平的位移明顯的增加;呈現(xiàn)線性增大的老路基頂面與拓寬寬度的水平位移,新路基頂面的

4、水平位移的特點是先增大后減小;增加拓寬的寬度,新老路基間橫坡度的改變上總體是增加的,從增加的趨勢來說,是逐漸變小的;同一種拓寬寬度的情況與拓寬寬度變化是不同的,增加路基高度,新路基頂面水平位移最大值的變化是向著遠離老路基的方向;它的豎向沉降曲線會表現(xiàn)出劇烈的不均勻沉降運動,將慢慢的成為傾斜的直線形,與此同時會有一個沉降點出現(xiàn)在新老路基結合位置。
　　模擬挖開臺階的新老路基的結合部的數(shù)據(jù)表明,挖出一個臺階對不均勻沉降不會有很大的影響