基于静力贯入的土石混填路基压实度确定方法探讨

论文摘要

山区公路路基常常采用土石混合料填筑而成。土石混合料是一种物质组成复杂和结构分布不规则的材料,要保证土石混填路基的填筑质量必须对路基压实质量进行有效的控制,建立出适用于土石混填路基的快速而可靠的压实度检测方法。目前土石混填路基压实度的检测方法主要包括灌水(砂)法、波法和静力贯入法,然而这些方法存在检测效率低或精度差等不足,难以满足土石混填路基压实度的工程检测要求,有待进一步的完善、补充和改进。为此,建立土石混填路基压实度的合理检测方法便成为确保土石混填路基填筑质量的关键问题。本文结合相关项目展开对该问题的深入研究具有重要的理论与工程实用价值。本文在综合分析现有土石混填路基压实度检测方法的基础上,首先,通过对土石混填路基在静力贯入试验过程中的贯入变形和力学机理的研究,将路基贯入变形视为贯入形成的土石柱压缩变形及柱端沉降两部分,并考虑到静力贯入过程中土石柱及柱端土石体被压缩导致其孔隙率和变形模量变化的特点,引进分级加载的思想,分别建立出土石柱压缩变形及柱端沉降的理论分析计算模型,从而建立出贯入变形与贯入荷载和路基初始孔隙率的分析模型；其次,依据静力贯入试验得出的路基静力贯入试验曲线,根据本文优化反分析问题的需要提出采用综合遗传算法和模拟退火算法优点的自适应遗传模拟退火算法进行优化反分析,从而建立出了路基初始孔隙率的反演分析方法；然后,根据路基初始孔隙率与压实度的关系确定出路基压实度,由此便可建立出基于静力贯入的土石混填路基压实度确定方法；最后,通过工程实例分析表明了本文方法的合理性与可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 土石混填路基压实度检测方法的研究现状
• 1.2.1 土石混填路基压实质量评价方法
• 1.2.2 土石混填路基压实度检测方法
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 土石混合料的工程性质
• 2.1 土石混合料的定义及综合分类
• 2.1.1 土石混合料的定义
• 2.1.2 土石混合料的综合分类
• 2.2 土石混合料的结构类型
• 2.3 土石混合料的振动压实
• 2.4 土石混合料的力学特性
• 2.4.1 土石混合料的抗剪强度
• 2.4.2 土石混合料的刚度
• 2.5 本章小结
• 第3章 土石混填路基静力贯入试验
• 3.1 概述
• 3.2 室内静力贯入试验简介
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验装置介绍
• 3.2.3 主要试验设备
• 3.2.4 试验过程
• 3.2.5 试验成果整理
• 3.3 本章小结
• 第4章 智能优化算法研究
• 4.1 概述
• 4.2 模拟退火算法与遗传算法
• 4.2.1 模拟退火算法
• 4.2.2 遗传算法
• 4.3 自适应遗传模拟退火算法的实施过程
• 4.4 本章小结
• 第5章 土石混填路基压实度确定方法
• 5.1 概述
• 5.2 土石混填路基静力贯入变形机理
• 5.3 土石柱身压缩变形计算方法
• 5.3.1 土石柱长度确定方法
• 5.3.2 土石柱竖向压缩变形确定方法
• 5.4 土石柱端沉降量计算方法
• 5.5 土石混填路基压实度的确定
• 5.5.1 土石混填路基物理力学参数反演分析
• 5.5.2 土石体初始变形模量的标定方法
• 5.5.3 土石混填路基压实度的确定
• 5.6 基于静力贯入的路基压实度确定方法的实现
• 5.7 基于室内静力贯入试验的路基压实度确定方法验证
• 5.7.1 含石量为50%土石混填路基压实度为96.4%的计算结果验证
• 5.7.2 含石量为70%土石混填路基压实度为97.8%的计算结果验证
• 5.8 本章小结
• 第6章 工程实例计算验证
• 6.1 工程简介
• 6.2 试验目的
• 6.3 现场静力贯入试验
• 6.3.1 主要试验设备
• 6.3.2 试验过程
• 6.3.3 试验成果整理
• 6.3.4 基于现场静力贯入试验的路基压实度确定方法验证
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录