【博士】高速公路拓寬路基差異沉降控制技術(shù)研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　高速公路拓寬路基的差異沉降是難以避免的，如何采取合理措施控制新老路基差異沉降是設(shè)計(jì)和施工中的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)拓寬工程現(xiàn)有新老路堤差異沉降控制措施，以處治手段消化新老路基不均勻沉降的能力作為一條主線索，以變形協(xié)調(diào)和控制作為主要目標(biāo)，通過(guò)有限元仿真分析、土工離心模型試驗(yàn)、設(shè)計(jì)優(yōu)化及工程實(shí)例觀測(cè)分析，開(kāi)展了拓寬工程路基差異沉降控制技術(shù)的研究。　　對(duì)有限元分析軟件MARC進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，研編了模擬地基初始應(yīng)力其釋放、脫空單元處理、等厚接觸面單元等用戶子程序，提高了數(shù)值分析的針對(duì)性和可靠性。通過(guò)建立拓寬工程瀝青混凝土面層和半剛性基層結(jié)構(gòu)層底脫空計(jì)算模型，利用數(shù)值分析方法提出新老路基差異沉降的基本控制標(biāo)準(zhǔn)。以此為標(biāo)準(zhǔn)，分析新老路基的路基和地基的沉降變形特征，研究拓寬路基拼接帶常用處治措施適應(yīng)能力大小，研究結(jié)果表明加筋處治效果存在一定的局限性，特別對(duì)于深厚軟弱地基，單一的路基加筋處治不能有效解決新老路基差異沉降差所帶來(lái)的工程難題?！　〗⒌鼗两涤?jì)算簡(jiǎn)化模式，利用數(shù)值分析方法對(duì)拓寬路基拼接帶加筋處治技術(shù)的筋材鋪設(shè)層位、鋪設(shè)層數(shù)、搭接長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的樁體模量、樁體長(zhǎng)度、置換率、墊層模量、樁帽與樁體等效半徑比以及管樁處理范圍、布置方式等因素對(duì)拓寬路堤荷載下復(fù)合地基沉降特性的影響進(jìn)行了數(shù)值分析。分析得出了拓寬工程路基拼接帶加筋處治和預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基處治優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，并基于分析結(jié)果提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)措施。　　在土工型離心機(jī)上安裝加載裝置和位移、應(yīng)力量測(cè)系統(tǒng)，建立與實(shí)際應(yīng)力相符的土工離心試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，研究了新老路基拼接技術(shù)及管樁復(fù)合地基處治技術(shù)對(duì)于拓寬路基差異沉降變形的改善控制作用，得出了拓寬工程新老路基變形性狀和差異沉降處治技術(shù)的處治效果及作用機(jī)理?！　⊥ㄟ^(guò)數(shù)值分析，結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁樁體特殊的工作機(jī)理，提出拓寬路基荷載下的管樁復(fù)合地基沉降變形計(jì)算方法，并根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究結(jié)果，對(duì)本文提出的計(jì)算方法進(jìn)行系數(shù)修正。結(jié)合鄭州至洛陽(yáng)高速公路改擴(kuò)建工程施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段觀測(cè)，驗(yàn)證了管樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法的準(zhǔn)確性，論證了本文關(guān)于新老路基差異沉降控制處治技術(shù)研究的合理性?！　?

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