山区高填路基差异沉降标准和控制技术研究

论文摘要

近年来,我国高速公路建设逐渐由东部地区向中西部等多山地区发展。在山区修建高速公路,不可避免的遇到高填路基,高填路基相对于一般路基而言,具有沉降大,沉降时间长等特点,而我国现行规范中对其没有特别要求。山区高填路基的沉降,特别是不均匀沉降,如果处治不当,则会出现各种路基路面病害。目前我国对于山区高填路基差异沉降的理论研究还不够深入,严重制约着工程质量和建后的长期使用性能。本文在调查和收集国内外有关资料的基础上,以河北保定保阜高速公路工程建设为依托,通过理论分析和现场实验,提出了高填路基差异沉降标准和控制措施,主要做了一下几个方面的工作:(1)在对国内外路基工程调查的基础上,分析了山区高填路基不均匀沉降机理和差异沉降模式,提出了差异沉降影响因素,指出施工和设计的不规范、地基压缩模量和不同土质对差异沉降的影响;(2)分析了保阜高速公路全线高填路基情况和高填路基段工程地质条件,介绍了不同的路基差异沉降计算方法。本文采用ANSYS有限元软件对保阜高填路基进行沉降计算分析,深入分析了填土高度和不同土质对差异沉降的影响程度;(3)结合保阜高速公路,提出本文研究思路,通过理论计算分析,提出了高填路基差异沉降标准及分级;(4)结合保阜高速公路,提出山区高填路基差异沉降综合控制技术,针对高填路基自身、高填方涵洞和纵向填挖交界等工程地段,提出开挖台阶、土工格栅及强夯综合处治措施;

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 现行规范中相关规定
• 1.2.2 对规范的分析
• 1.3 高填路基病害调查分析
• 1.3.1 山区高填路基不均匀沉降的表现形式
• 1.3.2 高填路基病害调查分析
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 山区高填路基差异沉降机理和影响因素分析
• 2.1 差异沉降机理分析
• 2.1.1 土体的压缩性
• 2.1.2 土的压实性
• 2.1.3 沉降机理
• 2.2 高填路基差异沉降模式分析
• 2.2.1 路基填方压实度不足
• 2.2.2 地基中存在软弱土层
• 2.2.3 路基刚度差异过大
• 2.2.4 填筑物成分不均匀
• 2.3 差异沉降影响因素分析
• 2.3.1 施工和设计的不规范
• 2.3.2 地基压缩模量对差异沉降的影响
• 2.3.3 不同土质对差异沉降的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 保阜高速公路高填路基差异沉降计算
• 3.1 保阜高速公路概况
• 3.1.1 保阜高速公路建设意义
• 3.1.2 项目概况
• 3.1.3 保阜高速公路地质概况
• 3.1.4 保阜高速公路水文地质条件
• 3.1.5 保阜高速公路技术标准
• 3.2 保阜全线高填路段调查分析
• 3.2.1 保阜高速公路高填路基汇总分析
• 3.2.2 高填路基工程地质评价
• 3.3 山区高填路基差异沉降计算
• 3.3.1 地基沉降分析
• 3.3.2 沉降计算方法
• 3.4 有限元法计算沉降
• 3.4.1 有限元法介绍
• 3.4.2 ANSYS 有限元软件介绍
• 3.4.3 ANSYS 非线型结构分析
• 3.4.4 岩土本构关系
• 3.4.5 高填路基沉降计算
• 3.4.6 强夯前后沉降对比情况
• 3.5 沉降曲线变化规律
• 3.5.1 国内典型高填路基沉降变化分析
• 3.5.2 不同路基高度对路基沉降的影响
• 3.5.3 不同土质对路基沉降的影响
• 3.5.4 保阜典型高填路基沉降变化规律
• 3.6 保阜高速公路高填路基总沉降
• 3.7 本章小结
• 第四章 山区高填路基差异沉降控制标准及分级
• 4.1 差异沉降控制标准国内外研究概况
• 4.1.1 国外研究概况
• 4.1.2 国内研究概况
• 4.2 高填路基差异沉降标准及分级
• 4.2.1 按路面结构性要求确定差异沉降控制标准
• 4.2.2 按路面功能性要求确定差异沉降控制标准
• 4.2.3 山区高填路基差异沉降分级
• 4.2.4 保阜高速公路高填路基差异沉降分级
• 4.3 本章小结
• 第五章 山区高填路基差异沉降控制措施研究
• 5.1 国内外研究概况
• 5.1.1 国外研究概况
• 5.1.2 国内研究概况
• 5.2 涵洞等构造物处控制措施研究
• 5.2.1 高填路基涵洞病害分析
• 5.2.2 保阜高速公路涵洞处差异沉降现状
• 5.2.3 涵洞处差异沉降控制分析
• 5.2.4 涵洞差异沉降控制建议措施
• 5.3 纵向填挖结合处分析
• 5.3.1 原地基清表和台阶开挖
• 5.3.2 台阶内倾角设置
• 5.3.3 台阶开挖方式
• 5.3.4 土工格栅的应用
• 5.4 强夯在保阜高速中的应用
• 5.4.1 强夯加固机理分析
• 5.4.2 强夯加固主要确定原则
• 5.4.3 保阜高速公路强夯法的应用
• 5.4.4 保阜高速公路强夯试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 试验路应用研究
• 6.1 试验路概况
• 6.1.1 试验段选定
• 6.1.2 选定试验段概况
• 6.2 试验路方案
• 6.2.1 原设计方案
• 6.2.2 本文改进方案
• 6.2.3 沉降观测方案
• 6.3 试验路实施分析
• 6.3.1 原地基清表和台阶开挖
• 6.3.2 强夯实施分析
• 6.3.3 沉降板埋设和沉降观测
• 6.4 本章小结
• 结论与进一步建议
• 1 结论
• 2 进一步建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢