軟土地基上高速公路加寬工程沉降變形數(shù)值模擬及地基處理優(yōu)化研究.pdf

1、對已有的四車道高速公路進(jìn)行加寬擴(kuò)建已經(jīng)成為我國公路建設(shè)的一個重要形式，由于不同于普通高速公路工程的建設(shè)形式，新路堤的沉降變形性狀與普通新建路堤有明顯差異，且軟土地基上新老路堤間顯著的不均勻沉降也是以往普通工程所未曾遇到過的，因此需要分析研究新老路堤的沉降變形特性，尋求合理有效的新路堤軟土地基處理方法，控制不均勻沉降，以保證工程質(zhì)量，確保行車安全。 本文在前人工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實例，通過大量數(shù)值模擬分析，對新老路堤的沉降變形性

2、狀、沉降計算方法以及新路堤軟土地基處理方法的合理選擇進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。全文的主要研究內(nèi)容如下： (1)基于對加寬工程路堤斷面結(jié)構(gòu)形式的認(rèn)識，指出了加寬工程新路堤沉降變形區(qū)別于普通工程的影響因素。并選用合理的本構(gòu)模型，通過有限元數(shù)值模擬對比研究的方法，對影響因素的影響機(jī)理等進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果表明，原有路堤荷載長期作用引起的地基軟土性質(zhì)改善是新路堤沉降變形不同于普通道路工程的主要因素，而新老路堤的相互作用對新路堤沉降變形的影響則

3、要小得多。同時就在新路堤沉降變形計算中如何考慮這些因素的影響進(jìn)行了分析探討。 (2)通過對數(shù)值計算結(jié)果以及工程實例的分析，表明加寬工程新路堤軟土地基的側(cè)向變形大小和性狀與普通工程相比均相差較大，特別是新路堤軟土地基內(nèi)側(cè)坡腳位置的側(cè)向變形明顯受到老路堤的限制，并且就新路堤軟土地基側(cè)向變形的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)。同時借鑒前人的研究思路，將地基分為均質(zhì)地基和非均質(zhì)地基兩種情況，通過對非線性數(shù)值計算結(jié)果的分析擬合，分別給出了反映側(cè)向變

4、形大小的加寬工程新路堤沉降修正系數(shù)簡化計算公式，公式可以考慮路堤高度和地基土體性質(zhì)等多個因素的影響，并通過實例驗證分析，表明該公式具有較好的合理性和計算精度。 (3)基于南京繞城高速公路加寬工程斷面資料，通過合理簡化建立有限元數(shù)值分析模型，在驗證了模型正確性的基礎(chǔ)上，對新路堤軟土地基不同方法處理下以及不同工況下的新老路堤沉降變形性狀進(jìn)行了詳細(xì)分析，總結(jié)了不同方法處理新路堤軟土地基時的優(yōu)缺點，并據(jù)此完善了新路堤軟土地基處理方法的優(yōu)

5、化選擇流程。同時定義地基表面沉降曲線特征因子R<,s>，用以評價新路堤荷載引起的地基不均勻沉降對老路表面橫坡比的影響，并在分析了R<,s>影響因素的基礎(chǔ)上給出了R<,s>的簡化計算公式，以便以此為依據(jù)就新路堤軟土地基的處理在排水固結(jié)法和復(fù)合地基法之間作出合理選擇。 (4)總結(jié)了加寬時老路堤軟土地基未固結(jié)穩(wěn)定的可能情況，分析了老路堤軟土地基固結(jié)穩(wěn)定性對天然地基情況下，以及新路堤軟土地基不同方法處理下新老路堤沉降變形性狀的影響，并對