考慮側(cè)向變形的地基沉降修正研究及其工程應(yīng)用.pdf

1、80年代以來，我國的公路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，預(yù)計(jì)到2010年，全國公路總里程要達(dá)到210萬至230萬公里，全面建成“五縱七橫”國道主干線，目前人口在20萬以上的城市高速公路連接率將達(dá)到90﹪，高速公路總里程達(dá)到5萬公里。與此同時(shí)，在公路施工和運(yùn)營期間對路基沉降預(yù)估的要求也越來越高，其結(jié)果也越來越不令人滿意。有些公路在建成不久就因路基下沉過大而導(dǎo)致路面開裂或橋頭錯(cuò)開，甚至經(jīng)過幾次返修也未能徹底整治病害，在人力和物力上造成很大的浪費(fèi)。所以

2、，有必要對路基沉降計(jì)算方法作進(jìn)一步的研究，以便準(zhǔn)確地預(yù)估沉降量，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施，根據(jù)工程要求，控制沉降量的大小，這對公路建設(shè)有重大指導(dǎo)意義。 在沉降計(jì)算方面，我國現(xiàn)行規(guī)范均選擇分層總和法作為天然地基淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算模式。分層總和法是建立在彈性理論基礎(chǔ)上的，它只考慮在軸力作用下的單向(垂直)變形，而不考慮地基土的側(cè)向膨脹，且其變形指標(biāo)的選擇及壓縮層厚度的確定均沒有嚴(yán)格的理論依據(jù)，從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差很多，因此引入了沉降修

3、正系數(shù)。地基沉降單向分層總和法計(jì)算精度很大程度上取決于沉降修正系數(shù)，但現(xiàn)有的規(guī)范在確定修正系數(shù)上難免有隨意性，且不能有針對性地考慮軟基中側(cè)向變形對地基沉降的影響。本文擬從沉降修正系數(shù)入手，探討如何在單向分層總和法中考慮土體側(cè)脹問題，以達(dá)到減小沉降計(jì)算誤差的目的。 本文將沉降修正系數(shù)定義為單位厚度壓縮土層在有側(cè)向變形時(shí)的沉降量與無側(cè)向變形時(shí)的沉降量的比值。為了消除計(jì)算方法和計(jì)算參數(shù)選取上帶來的誤差，我們均采用非線性有限元法來進(jìn)行計(jì)

4、算。對于有側(cè)向變形情形，我們只要使計(jì)算域水平向位移無約束；反之，無側(cè)向變形情形則使計(jì)算域水平向位移約束到零。 本文以Ansys有限元程序?yàn)橛?jì)算手段，利用滬寧高速公路資料，取得多組不同土質(zhì)的路基在其它條件相同時(shí)，分別考慮側(cè)向變形與不考慮側(cè)向變形時(shí)的沉降值，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不僅證明了側(cè)向變形的確存在，它對路基沉降有不容忽視的影響，對于軟土來說，它是導(dǎo)致路堤失穩(wěn)的一個(gè)重要原因，更重要的是還得到了一個(gè)與填土高度及土體的主要物