公路高填方边坡格宾体系加固技术应用研究

公路高填方边坡格宾体系加固技术应用研究

论文摘要

边坡的稳定性一直是土力学的经典课题,尤其是在公路工程建设高速发展的今天,高填方路堤边坡的稳定性评价方法及其加固防护技术研究备受人们的重视。格宾加固体系就是近些年发展起来的一种新型高填方加筋土固坡技术,由于其具有结构设计新颖、加固效果好,施工便利,建造成本低、且绿色环保好、使用寿命长等特点,得到工程界的青睐,并取得了较好的应用效果。但是格宾加固体系作为一种新型固坡技术,现有的设计规范尚不完善,尤其对于复杂地质条件下的工程项目,大多是以经验进行设计和施工,难免有不合理性。因此,开展格宾加固体系的加固机理及其应用中的关键技术问题研究,对于路堤边坡加固具有重要的理论意义和实用价值。本文以坦桑尼亚的阿鲁沙-纳曼加公路工程为依托,对格宾加固体系在高填方路堤边坡应用中加固机理、设计优化和施工技术等问题进行了系统研究,主要研究成果如下:(1)通过土工试验手段,对场地土材料的物理力学性质进行了分析,并综合各种原材料的物理力学性质,进行了格宾加固体系填土材料的配合优选。(2)采用FLAC3D软件,对格宾体系的高填方边坡的稳定性进行了数值模拟分析,充分论证了格宾加固体系对高填方路堤边坡的加固作用和技术优势,并对格宾加固体系进行了优化设计,(3)通过对已有工程加筋土技术的总结和研究,提出了复合格宾加固结构体系,实际应用取得了良好的加固效果。(4)通过对设备性能、设计规范要求和施工场地条件的综合分析研究,解决了格宾加固体系施工中的关键技术问题。(5)利用现场路堤边坡监测资料,基于双曲线模型和灰色模型,借助MATLAB软件,提出了加权组合预测模型,从而提高了边坡沉降变形预测精度。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 选题背景及研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 加筋土的起源和发展
  • 1.2.2 加筋土技术的加固机理研究
  • 1.2.3 土工合成材料及填料的研究
  • 1.2.4 加筋土结构稳定性评价方法研究
  • 1.2.5 存在的问题
  • 1.3 研究内容及技术路线
  • 1.4 论文主要创新点
  • 2 工程概况及地质条件
  • 2.1 工程简介
  • 2.2 自然地理
  • 2.2.1 地形地貌
  • 2.2.2 气象水文
  • 2.2.3 植被土壤
  • 2.3 工程地质条件
  • 2.3.1 地层岩性
  • 2.3.2 地质构造与地震
  • 2.3.3 地下水
  • 2.4 主要工程地质问题
  • 2.5 小结
  • 3 格宾体系加固机理
  • 3.1 格宾体系概述
  • 3.1.1 格宾体系的结构
  • 3.1.2 格宾体系的特点
  • 3.2 格宾体系的加固机理
  • 3.2.1 加筋土的加固机理
  • 3.2.2 格宾体系的加固机理
  • 3.3 小结
  • 4 格宾体系填料工程性质试验研究
  • 4.1 填料的技术要求
  • 4.2 试验方法和仪器设备
  • 4.3 填料性能综合研究及填料的确定
  • 4.4 小结
  • 5 格宾加固体系稳定性及优化设计研究
  • 5.1 稳定性评价方法
  • 5.1.1 概述
  • 5.1.2 偏平面上主应力之间的关系
  • 5.1.3 Mohr-Coulomb 破坏准则在偏平面上的轨迹形态
  • 5.1.4 FLAC3D中 Mohr-Coulomb 本构关系
  • 5.1.5 FLAC3D中的材料的破坏准则和流动法则
  • 5.1.6 FLAC3D方法简介
  • 5.2 格宾加固体系设计方案
  • 5.2.1 边坡模型和格宾结构参数的确定
  • 5.2.2 填料及格宾材料参数确定
  • 5.3 格宾加固体系稳定性评价
  • 5.3.1 计算工况
  • 5.3.2 计算结果分析(应力、应变、位移)
  • 5.4 格宾加固体系优化设计
  • 5.4.1 格宾结构优化要素分析
  • 5.4.2 格宾结构的优化
  • 5.5 格宾加固体系优化方案对比分析
  • 5.5.1 边坡加格宾的优化方案的确定
  • 5.5.2 优化后边坡的稳定性分析
  • 5.6 小结
  • 6 格宾加固体系施工技术研究
  • 6.1 概述
  • 6.1.1 场地条件
  • 6.1.2 设计规范要求
  • 6.1.3 填料来源
  • 6.2 施工关键技术及解决方案
  • 6.2.1 关键技术问题
  • 6.2.2 关键问题解决方案
  • 6.3 施工机械的配备
  • 6.4 施工工艺流程及技术方法
  • 6.4.1 施工工艺流程
  • 6.4.2 施工技术方法
  • 6.5 施工质量控制
  • 6.6 施工安全措施
  • 6.7 小结
  • 7 格宾加固工程现场监测与变形预测
  • 7.1 加固工程现场监测
  • 7.1.1 监测目的
  • 7.1.2 监测方案
  • 7.1.3 监测数据整理与分析
  • 7.2 边坡变形预测
  • 7.2.1 预测方法
  • 7.2.2 加权算术平均组合预测模型
  • 7.2.3 边坡沉降变形趋势预测
  • 7.3 小结
  • 8 结论和展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 学习期间发表的论文和完成的科研项目
  • 相关论文文献

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