山区斜坡湿软地基公路路基稳定性研究

论文摘要

我国西南地区公路位于山区斜坡湿软地基的路段,经常发生路基不均匀沉降、基底滑移沉陷、路堑边坡滑坡与坍塌等工程病害。随着公路交通事业的不断发展,越来越多的公路不可避免经过这种地段,为了保证路基稳定性、路面的结构完整性和道路良好的服务水平,有必要加强对山区斜坡湿软地基路基的研究。本文针对在山区斜坡湿软地基地区的公路路基稳定性问题,运用有限元强度折减法和采用正交试验设计原理,分别对斜坡湿软地基路堤的稳定性、硬壳层对斜坡湿软地基路堤稳定性影响、斜坡湿软地基路堑边坡稳定性进行了数值计算,并对稳定系数进行了回归分析。(1)分析了山区斜坡湿软地基路堤稳定性的影响因素和主要工况类型,建立了山区斜坡湿软地基路堤稳定性分析的有限元模型,通过数值计算分析,提出了路堤稳定系数与斜坡坡度、湿软土层厚度、路堤高度、路基填土的粘聚力和摩擦角、湿软土层的粘聚力和摩擦角之间的回归关系公式,工程实例分析验证了其可靠性。(2)建立了带有硬壳层的山区斜坡湿软地基路堤稳定性分析的数值模型,计算分析了硬壳层对山区斜坡湿软地基路堤稳定性系数的影响规律,提出硬壳层对路堤稳定性提供有利作用的条件。(3)建立了山区斜坡湿软地基路堑边坡稳定性分析模型,提出稳定系数与斜坡坡度、路堑边坡高度、下卧湿软土层厚度、湿软土层的、粘聚力和摩擦角之间的关系回归公式,应用于实际工程,取得良好效果。本文研究成果为山区斜坡湿软地基路基稳定性研究提供了一定的理论依据,为我国西南山区斜坡湿软地基上的路基稳定性分析提供了实用公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 地质状况研究现状
• 1.2.2 路基病害研究现状
• 1.2.3 路基工程特性研究
• 1.2.4 防护措施研究现状
• 1.2.5 硬壳层作用研究现状
• 1.3 研究内容
• 第二章 山区斜坡湿软地基路基病害类型及影响因素分析
• 2.1 路基工况类型
• 2.2 路基病害类型
• 2.2.1 整体或局部滑动
• 2.2.2 不均匀沉降
• 2.3 路基病害影响因素
• 2.3.1 地质因素
• 2.3.2 水的影响
• 2.3.3 路基填挖影响
• 2.4 小结
• 第三章 山区斜坡湿软地基路基数值模型的建立
• 3.1 数值分析方法
• 3.1.1 有限单元法简介
• 3.1.2 基于有限差分的强度折减法
• 3.1.3 有限元软件简介
• 3.2 数值模型的建立与验证
• 3.2.1 数值模型的建立
• 3.2.2 数值模型的验证
• 3.3 小结
• 第四章 斜坡湿软地基路堤稳定性研究
• 4.1 斜坡湿软地基路堤稳定性计算
• 4.1.1 正交试验设计简介
• 4.1.2 正交试验表头设计
• 4.1.3 路堤稳定性有限元分析
• 4.2 一般斜坡湿软地基路堤稳定性回归分析
• 4.2.1 回归分析简介
• 4.2.2 回归分析结果
• 4.3 工程实例运用
• 4.4 小结
• 第五章 硬壳层对斜坡湿软地基路堤稳定性影响研究
• 5.1 硬壳层的形成原因
• 5.1.1 地下水位的影响
• 5.1.2 化学风化
• 5.1.3 淋滤作用
• 5.1.4 胶结作用
• 5.2 硬壳层的作用
• 5.2.1 壳体效应
• 5.2.2 封闭作用
• 5.2.3 对沉降的滞后作用
• 5.2.4 反压护道作用
• 5.3 带有硬壳层的斜坡湿软地基路堤稳定性研究
• 5.3.1 试验方案设计
• 5.3.2 带有硬壳层的路堤稳定性有限元分析
• 5.3.3 路基稳定性回归分析
• 5.4 硬壳层对斜坡湿软地基路堤稳定性影响分析
• 5.4.1 湿软土层厚度对硬壳层作用的影响分析
• 5.4.2 路堤高度对硬壳层作用的影响分析
• 5.4.3 斜坡坡度对硬壳层作用的影响分析
• 5.5 小结
• 第六章 斜坡湿软地基路堑边坡稳定性研究
• 6.1 斜坡湿软地基路堑边坡稳定性计算
• 6.1.1 正交试验表头设计
• 6.1.2 路堑边坡稳定性有限元分析
• 6.2 斜坡湿软地基路堑稳定性回归分析
• 6.2.1 单因素影响分析
• 6.2.2 各因素综合影响分析
• 6.3 工程实例运用
• 6.4 小结
• 第七章 主要结论及进一步研究建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 进一步研究建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢