论文题目: 公路路基沉降过程试验与理论分析
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 刘保健
导师: 郭增玉,谢定义
关键词: 沉降过程,流变特性,增湿变形,入渗过程
文献来源: 西安理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 公路路基是土体构筑物,含天然土地基和人工填土路堤两大部分。引起地基沉降的荷重来自填方土堤的重量,引起路堤沉降的荷载来自本身的自重,天然地基土可能是饱和土也可能是非饱和土,而路堤填土一般是非饱和土。不论是饱和土还是非饱和土,在一定荷载水平下的沉降都是一个随时间而发展的过程,公路路堤的施工是分层随机碾压的,因而引起路基沉降的荷重也是一个随时间而发展的过程。路基的沉降分施工期沉降、工后沉降和最终沉降,施工期沉降量与工后沉降量之和等于最终沉降量,施工期沉降量和工后沉降量是可以通过改变预压固结期人工调控的,合理的调控可达到减少工后公路腐害和早运营取得经济效益的作用。因此,路基沉降过程的计算就是解决问题的关键,而目前较为成熟的水平是可计算土体的最终沉降量,对施工期沉降量目前还没有可供实用的计算方法。 可以说土体变形量与变形过程的分析与计算一直是土力学中一个非常经典的课题,已经进行了大量的研究,也积累了丰富的经验。但由于路基工程的荷载随机分层施加且经历的过程较长,路堤及地基土体在荷载变化的同时发生了密度及与之有关的压缩模摘要量、渗透系数的不断变化、路线跨越的土类复杂多变、单位工程面积上可用于测试和计算沉降的费用相对较少、以及缺乏足够的实际计算分析经验、目前高等级公路对路面平整度的高标准要求等等,使得该问题的解决在公路行业显得尤为重要。 本文充分重视现场及室内测试试验,力图发现真实的变形发展规律,在与路基工作条件相近,且理论分析较易的一维压缩与固结条件下,重点对西部地区广泛分布的且具有浸水湿陷特性的黄土地基,较常遇到的对沉降反应强烈的软土地基,较长采用的黄土压实路堤,进行了较深入的研究。在黄土湿陷变形研究中突出增湿时间过程和增湿湿陷量算法,在饱和软土的固结研究中突出荷载与土性参数随时间的变化,在土堤沉降研究中突出非饱和土的流变特性和简单实用的算法。 论文结合实际工程,对饱和软土地基和黄土填方路堤的沉降过程进行了大量的实测,揭示了大量有关公路路堤沉降变形的规律,对其土样进行了室内试验,结合理论分析,提出了具有创新性的饱和软基在荷载与土性参数变化时沉降过程计算方法、碾压黄土路堤沉降过程计算方法、黄土地基增湿过程和增湿湿陷计算方法。所有这些计算方法都与实体工程的原刑观测资料进行了对比,证明其具有一定的可靠性和非常重要的实用性。本文还同时开发了K。一K:。渗透固结设备和测试技术,使土力学中渗透系数、压缩系数、固结系数等重要参数的测试精度得到了空前的提高。 由此,本文的特点与成果可以概括为:以公路路基为对象,以黄土、软基为条件,以大量实验为基础,以工程实用为目标,以理论分析为手段,寻找得到了儿种计算路基变形及其发展过程的可行方法,为公路建设提供了重要的科学依据,对类似条件下的计算也具有重要的参考价值,为土力学的基础研究开阔了新的思路。关键词:沉降过程,流变特性,增湿变形,入渗过程—11—
论文目录:
第一章 绪论
1．1 问题的提出
1．2 本文的研究内容、目标、拟解决的关键问题
1．3 采取的研究方案
第二章 压实黄土路堤沉降规律的原位观测分析与沉降计算方法的研究
2．1 问题的提出和进行研究的意义
2．2 现场监测方案
2．3 测试成果分析
2．4 压实土体沉降计算方法综述
2．5 室内土工试验方法
2．6 土流变特性基本分析变量及关系
2．7 非饱和压实黄土一维侧限固结试验成果分析
2．7．1 模型的建立
2．7．2 半经验、半理论模型的建立
2．7．3 对经验模型的流变特性与可靠性分析
2．8 路堤沉降过程计算方法分析与成果
第三章 公路软基沉降过程分析
3．1 研究的目的和意义
3．2 研究对象的工程概况
3．3 研究方案
3．3．1 现场测试方案
3．3．2 室内试验研究方案
3．3．3 分析研究方案
3．4 研究结果
3．4．1 现场沉降观测结果及分析
3．4．2 室内试验研究结果
3．4．3 公路软基沉降分析方法的研究结果
3．5 公路软基沉降过程仿真计算的原位沉降观测验证
3．6 应用研究结果
第四章 黄土地基增湿过程与范围的现场浸水试验研究
4．1 试验目的与试验方案
4．1．1 原位浸水试验方法
4．1．2 试验场地简介
4．2 试验数据分析
4．2．1 湿陷量
4．2．2 湿陷速度
4．2．3 水量入渗速率
4．2．4 入渗含水量时空分布分析
4．3 非饱和土渗流过程理论分析
4．3．1 一般渗流连续性方程
4．3．2 非饱和渗流的基本知识
4．3．3 运动方程
4．3．4 基本微分方程
4．3．5 一维非饱和渗流简单问题的解
4．3．6 人工浸水入渗解的应用问题
4．3．7 构造一个三维浸湿空间
4．4 结论与建议
第五章 黄土增湿变形计算方法研究
5．1 研究的目的和意义
5．2 本文的试验研究内容和方案
5．2．1 单轴压缩试验方案
5．2．2 试验用土的基本物理性质
5．3 黄土增湿变形特性的压缩试验成果及分析
5．3．1 黄土的增湿湿陷特性分析
5．3．2 黄土增湿的压缩变形特性分析
5．4 湿陷性黄土增湿湿陷量计算模型的建立
5．5 结论
第六章 结论与建议
致谢
参考文献
附件
发布时间: 2005-05-10
参考文献
- [1].黄土地区公路路基地基承载力评价方法研究[D]. 支喜兰.长安大学2006
相关论文
- [1].振动压实与黄土高路堤沉降变形[D]. 景宏君.长安大学2004
- [2].非饱和黄土在动、静复杂应力条件下的结构变化特性及结构性本构关系研究[D]. 骆亚生.西安理工大学2005
- [3].黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D]. 夏旺民.西安理工大学2005
- [4].软土路基双重非线性流—固耦合仿真分析与沉降预测[D]. 魏丽敏.中南大学2005
- [5].草炭土路基沉降与变形特性研究[D]. 柳雁玲.吉林大学2006
- [6].桥头高填路基沉降预测及台背土压力研究[D]. 付宏渊.武汉理工大学2006