论文题目: 路桥过渡段差异沉降处治技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 道路与铁道工程
作者: 俞永华
导师: 谢永利
关键词: 路桥过渡段,差异沉降,处治技术,柔性搭板,数值仿真,优化
文献来源: 长安大学
发表年度: 2005
论文摘要: 路桥过渡段是道路病害的多发地段,“桥头跳车”作为其直观表现形式,一直是困扰公路建设的难题。本文针对现有的桥头跳车处治措施,以处治方法消化地基沉降变形和协调变形能力为主要衡量目标,通过仿真分析,拓扑优化、设计优化及工程实例的测试分析,开展了路桥过渡段差异沉降处治技术的研究。 基于Visual Fortran平台,对大型通用有限元MARC软件进行了深度二次开发。研编了三维和二维的接触面单元、非线性邓肯—张模型、脱空区材料模型、地基沉降模拟等用户子程序。 考虑不同的地基沉降模式,首次开展了搭板和换填材料处治方法的适应性研究,并讨论桥台类型对差异沉降的影响。 针对桥头加筋路堤具有空间效应的特点,建立了相应的三维计算模型;应用三维接触面单元模拟筋材与填土的界面特性,从加筋手段与桥台不同的连接方式和地基沉降条件出发,开展土工格栅与土工格室柔性搭板加筋处治技术的作用性状研究,并对其适用性进行讨论。 首次应用拓扑优化理论,基于应变能最小即刚度最大原理,对路桥过渡段路基加固体的结构布置形式进行优化,拓扑优化结果表明,采用上长下短的倒梯形布置形式的结构刚度最大,且路基加固体底面布置长度应不小于2m,由下向上斜率应缓于1:1。 基于三种不同地基模式,讨论了楔形柔性搭板处治方法的设计参数,如复合体模量、长度、间距、层数对路堤位移和应力的影响,并对其进行了设计优化,为楔形柔性搭板技术的设计提供了理论指导。 根据应用实例的不同工程特性,提出了台后楔形柔性搭板设计方案,并进行了系统的现场试验和观测。实体工程观测资料表明,楔形柔性搭板能够较好地协调桥台与路堤的沉降差,从而消除桥头跳车现象。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究综述
1.3 存在的主要问题
1.4 主要内容及研究思路
第二章 路桥过渡段数值仿真技术
2.1 引言
2.2 Marc软件描述
2.3 Marc用户子程序
2.4 接触面模型
2.5 土体本构模型
2.6 其它计算技术
第三章 常用处治措施适应性仿真分析
3.1 仿真分析目的
3.2 刚性搭板的适应性分析
3.3 换填材料的适应性分析
3.4 桥台类型对差异沉降的影响
第四章 路桥过渡段加筋处治技术作用性状分析
4.1 概述
4.2 土工格室加筋体作用性状
4.3 土工格室柔性搭板作用性状
4.4 平面土工格栅加筋作用性状
第五章 路桥过渡段路基加固体的拓扑优化
5.1 引言
5.2 拓扑优化基本理论
5.3 计算模式
5.4 结果分析
5.5 小结
第六章 楔形柔性搭板的设计优化
6.1 概述
6.2 地基沉降影响特征
6.3 路基填料影响分析
6.4 柔性搭板布置优化
6.5 柔性搭板层厚度影响
6.6 分析总结
第七章 工程实例分析
7.1 概述
7.2 工程应用实例
7.3 楔形柔性搭板施工工艺
7.4 小结
第八章 主要结论与建议
8.1 主要结论
8.2 进一步研究建议
参考文献
博士期间发表的相关论文
致谢
发布时间: 2006-03-13
参考文献
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