【博士】高速公路软土地基差异沉降规律与土工格栅处理方法研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：东南大学　　学位年度： 2009年　　随着我国经济的快速发展，交通量增长迅速，对高速公路的通行能力和行币舒适性的要求越来越高。我国的高速公路绝大部分建于东部沿海地区，其中相当一部分建在软土地基上，公路工程的施工中，路基的稳定性一般都能有效解决，而软十地基的差异沉降一直未能得剑有效的控制，是“桥头跳车”、路基、路面开裂等问题的主要原冈，严重影响了高速公路的运营效率和行车舒适性。软土地基的差异沉降问题是目前高速公路建没所面临的亟需解决的重要问题。本文针对高速公路软土地基的差异沉降问题，结合江苏省内高速公路的实测资料和现场试验，着重研究了软土地基的差异沉降特性和土工格栅加筋路基处理技术两方面问题。论文采用理论分析、实测沉降数据分析、数值模拟和统计分析相结合的方法，深入研究了软土地基路段的莠异沉降规律，提出了实用的计算方法及控制标准；采用室内模型试验、理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法，系统研究了土工格栅加筋路基的加筋效果、加筋机理、实用设计方法和特殊加筋方法，建立了基于差异沉降控制的软十地基路段的设计方法。主要研究内容与成果如下：　　1．系统总结了软土地基路段差异沉降规律、控制标准、治理方法的研究进展，着重总结了工程中常用的土工格栅加筋路基处理方法的研究成果，指出了存在的问题。　　2．软土地基路段较大的差异沉降主要发生在过渡段。结合已建高速公路实测沉降数据，深入分析了软土地基过渡段的施工工期沉降特性、工后沉降特性和上后沉降呈“s”曲线的纵向分布规律，阐述了软土地基过渡段差异沉降的产生机理。采州数值模拟和统计分析的方法，剖析了软土地基过渡段的工后沉降规律，提出了工后沉降的实用计算方法。　　3．系统总结了差异沉降控制指标的研究成果，提出了软土地基过渡段差异沉降的两个控制指标：容许工后若异沉降和容许纵坡差，并从纵坡差与地基工后差异沉降关系这一角度，系统分析了连续犁过渡段的差异沉降规律，提出了软土地基过渡段的上后沉降控制标准。江苏省某高速公路观测段的实测沉降验证了该标准的可靠性。　　4．通过室内模型试验、理论分析和数值计算，指出了土工格栅加筋路基处理方法可有效减缓软土地基路段的差异沉降，系统研究了土工格栅加筋路基设计中土工格栅的铺设范围、铺设位置、层数及七上格栅的选材等关键要素，结合软土地基路段的差异沉降计算，提出了土工格栅加筋路基的实用设计方法。　　5．通过室内模型试验和数值计算，深入研究了土工格栅倾斜铺加筋路基处理方法，探讨了倾斜加筋路基的设计方法和施工工艺。　　6．在上述研究的基础上，基于变形控制设计的原则，以宁杭高速公路工程为例，建立了软土地基过渡段的设计流程，当纵坡差计算值小于O．5％时，采用土工格栅加筋路基方法进行过渡段的没计，当纵坡差计算值较大时，则要采用地基处理过渡方式进行过渡段的设计，在该工程中得到了成功的应用。　　

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