水泥石灰稳定处治粉砂土路基的应用技术研究

论文摘要

粉砂土作为路基填料时，属于难以压实的土类之一，这种土粘性含量小，持水能力差，压实的时候最佳含水量的控制显得非常困难，且压实稍有过度，成型土体的结构又很容易被破坏。此外，粉砂土压实成型后不稳定，路基水分一旦发生变化，碾压成型的土体强度又会急剧减小。出于工程造价的考虑，以及当地筑路材料的限制，在底基层建设时用无机结合料改良粉砂土是较为现实的选择。通过对力学性质不良的土料进行改良，使之在经济和技术上都达到设计要求，满足工程需要。本文以国道107线郑州段改建工程为依托，从室内土工试验着手，对改良土作底基层材料的力学性能进行研究，结合试验结果，模拟交通荷载作用下，不同剂量水泥石灰改良粉砂土作填料时路基的变形，并对试验结果与模拟结果进行对比分析。从技术、经济角度综合评价，得到满足设计抗压强度指标要求的最佳水泥石灰稳定方案。通过试验和数值模拟，取得的主要研究成果如下：（1）通过室内试验，了解国道107线郑州段改建工程填料土的特性，确定了模拟路基变形时的基本参数；（2）对不同配合比的改良土进行击实试验，得到了不同配合比改良土的最佳含水量与最大干密度，并进行了对比分析；（3）在保证最佳含水量的前提下，对不同配合比的改良土进行无侧限抗压强度试验，得到了不同配合比改良土的无侧限抗压强度，并进行对比分析；（4）模拟路基施工过程中的沉降和横向变形，并与工地实测数据进行对比分析，验证了数值模拟在路基变形研究中的准确性、简便性；（5）将交通荷载简化为等效静荷载，模拟路基的沉降和横向变形，分析了不同配合比改良土作路基填料时的沉降和横向变形规律；（6）结合试验数据与模拟结果，从技术、经济角度综合评价，得到了满足设计抗压强度指标要求的水泥、石灰改良土的最佳配合比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的目的及意义
• 1.2 工程概况
• 1.2.1 工程背景
• 1.2.2 研究区自然条件
• 1.2.3 本工程路基处理方面面临的主要问题
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.3.3 存在的问题
• 1.4 论文研究内容、方法及技术路线
• 1.4.1 论文研究内容
• 1.4.2 论文研究方法、技术路线
• 第二章 室内试验研究
• 2.1 石灰改良土的室内试验
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 石灰改良土的强度形成机理
• 2.1.3 试验过程
• 2.1.4 石灰改良土试验结果分析
• 2.2 水泥改良土的室内试验
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 水泥改良土的强度形成机理
• 2.2.3 试验过程
• 2.2.4 水泥改良土试验结果分析
• 2.3 水泥石灰改良土的室内试验
• 2.3.1 试验材料
• 2.3.2 水泥石灰改良土强度形成机理
• 2.3.3 试验过程
• 2.3.4 水泥石灰改良土试验结果分析
• 2.4 本章小结
• 2.4.1 击实试验结果分析
• 2.4.2 无侧限抗压强度结果分析
• 第三章 交通荷载作用下路基变形的数值分析
• 3.1 交通荷载作用下的分析简化
• 3.1.1 车辆轮胎与路面接触轮迹的简化
• 3.1.2 车辆荷载的简化分析
• 3.2 理论背景及模型验证
• 3.2.1 MIDAS/GTS 软件简介
• 3.2.2 本构模型的选择
• 3.2.3 MIDAS/GTS 有限元数值模拟与实际检测结果对比
• 3.3 数值计算模型的定义
• 3.3.1 定义实体模型
• 3.3.2 边界条件的界定
• 3.3.3 模型材料参数的选取
• 3.3.4 定义初始应力、填筑过程及施加荷载
• 3.4 模拟结果分析
• 3.4.1 路基沉降分析
• 3.4.2 路基侧向变形分析
• 3.5 本章小结
• 3.5.1 交通荷载作用下路基的沉降规律分析
• 3.5.2 交通荷载作用下路基的侧向变形规律分析
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.1.1 改良土的击实试验与无侧限抗压强度试验结果分析
• 4.1.2 交通荷载作用下路基的沉降规律分析
• 4.1.3 交通荷载作用下路基的侧向变形规律分析
• 4.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历