异型断面路基工程特性及其上承路面结构行为的研究

论文题目: 异型断面路基工程特性及其上承路面结构行为的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 道路与铁道工程

作者: 蒋鑫

导师: 邱延峻

关键词: 异型断面路基,沥青路面,水泥混凝土路面,差异变形,稳定性分析,整体设计,数值模拟,土工离心模型试验

文献来源: 西南交通大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,随着我国交通设施基础建设的深入开展,高等级公路、铁路建设中更频繁地碰到了异型断面路基路面的修筑问题,但异型断面路基极易造成各类路基路面病害。从总体上看,国内关于异型断面路基路面整体设计的理论研究还处于起步阶段,严重制约异型断面路基上承路面工程的建设质量和建成后的长期使用性能。开展西南山区填挖过渡段路基路面整体设计方法的研究,对于提高路基路面结构设计水平,避免路基上承结构的早期破坏,保证路面使用寿命,都有重要的经济和技术意义。 本文在教育部优秀青年教师资助计划项目“异型断面路基路面综合设计理论研究”(项目编号:1900)、四川省交通厅科研项目“新老路基不均匀沉降对路面长期性能的影响”、西部交通建设科技项目“高原湿地郎川公路修筑及环境保护技术研究”(项目编号:200431800054-3)及铁道部科技发展计划项目“渝怀线斜坡软弱地基填方工程特性及工程技术研究”(项目编号:2001G011)等的资助下,对异型断面路基路面综合设计理论进行了较系统、深入的研究,主要研究内容有: (1)国内首次提出了异型断面路基的概念,将横向半填半挖路基、纵向填挖过渡式路基及纵横空间填挖过渡式路基三者定义为狭义的异型断面路基,广义的异型断面路基尚包括斜坡路基、旧路拓宽及桩基承台式路基等。从总体上看,异型断面路基具有一些共同特点:由于断面(包括横断面或纵断面)上几何或材料的异型,将导致断面上易产生差异变形(包括工后沉降和重复荷载作用下的永久变形),而差异变形将对上承结构(路面、轨道、道面)产生附加力学响应,直接导致上承结构的使用寿命大大缩减。 (2)结合国道108线广北段、四川绵广高速公路、318国道川藏线、109国道青藏线等实地路况调查及既有文献资料,详细论述了异型断面路基路面的病害现象及成因分析。异型断面路基路面病害的机理可以归纳为两大类:即路基稳定性不足导致的损坏和填挖方路基不均匀沉降引起的损坏。路基滑动和支挡结构破坏是稳定性不足的反映,而路面损坏的主要原因则是由于填挖方路基差异沉降引起。 (3)针对一横向半填半挖路基,运用强度折减法,基于FLAC/SLOPE Version 4.0软件平台,分析了因填挖结合部存在着的相对软弱带对路基稳定性的影响,全面探讨了破坏面性态、安全系数值随软弱带与地基粘聚力之比值

论文目录:

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 有关路基(土)不均匀沉降或变形

1.2.2 异型断面路基路面结构设计分析方法

1.2.3 路基土变形对路面结构的影响

1.2.4 有关工后差异沉降指标

1.2.5 有关半填半挖路基的排水

1.2.6 有关异型断面路基合理路面结构型式的分析

1.3 对现状的分析与评价

1.4 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键问题

1.5 拟采取的研究方法、技术路线

第2章 异型断面路基路面病害特征和机理

2.1 异型断面路基路面主要病害现象

2.1.1 国道108线广北段实地路况调查

2.1.2 四川绵广高速公路实地路况调查

2.1.3 其它公路实地路况调查

2.1.4 相关专业文献资料对异型断面路基路面病害的描述

2.2 异型断面路基路面主要病害现象的成因分析

2.3 本章小结

第3章 异型断面路基稳定性分析

3.1 异型断面路基定义的扩大

3.2 异型断面路基的特点

3.3 基于强度折减法的异型断面路基稳定性分析

3.3.1 强度折减法基本原理及计算分析程序 FLAC/SLOPE简介

3.3.2 主要计算成果及讨论

3.4 异型断面路基地震响应分析

3.4.1 计算分析程序 FLAC~(3D)简介

3.4.2 FLAC~(3D)动力计算步骤

3.4.3 计算分析模型

3.4.4 计算分析成果及讨论

3.5 本章小结

第4章 现行技术规范及计算分析程序评述

4.1 现行我国铁路行业技术规范中的一些相关规定

4.2 现行我国公路行业技术规范中的一些相关规定

4.3 特殊地区半填半挖路基设计要点

4.4 国外有关半填半挖路基设计的技术要求

4.5 路面结构分析地基模型评述

4.6 现行路面结构计算分析程序评述

4.7 本章小结

第5章 异型断面路基沥青路面结构分析

5.1 前言

5.2 弹性地基梁模型

5.3 基于路基不均匀变形的路面结构分析模型

5.3.1 计算分析模型

5.3.2 沉降变形引起的路面应力状态

5.3.3 不均匀沉降量对附加应力的影响

5.3.4 不均匀沉降长度对附加应力的影响

5.3.5 路面各结构层厚度对附加应力的影响

5.3.6 路面各结构层模量对附加应力的影响

5.4 路面结构层参数变化的敏感性分析

5.4.1 概述

5.4.2 正交设计及结果分析

5.5 本章小结

第6章 异型断面路基水泥混凝土路面结构分析

6.1 概述

6.2 弹性地基梁模型

6.3 脱空路面板弯拉应力求解

6.4 非均匀地基(支承不均)路面板的理论解分析

6.5 基于板底有初始间隙的有限元分析

6.6 本章小结

第7章 异型断面路基路面病害防治技术研究

7.1 引言

7.2 异型断面路基差异沉降处治的离心模型试验研究

7.2.1 概述

7.2.2 离心模型试验原理

7.2.3 试验设备及性能指标

7.2.4 工程概况及试验方案设计

7.2.5 试验基本流程

7.2.6 试验成果与分析

7.3 异型断面路基路面主要病害防治措施

7.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及科研成果

发布时间: 2006-03-06

参考文献

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• [2].高寒地区沥青稳定碎石基层柔性路面适应性研究[D]. 王国忠.南京林业大学2006
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• [4].涵洞、通道上路面结构研究[D]. 夏永旭.长安大学2000
• [5].路面结构层应力非线性特性反演研究[D]. 梁新政.大连理工大学2000
• [6].含裂纹路面结构的理论分析[D]. 高嫄嫄.大连理工大学2013
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• [9].六盘山地区公路过湿土处治技术及合理路面结构研究[D]. 许学民.东北大学2009
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