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高速公路软基路堤变形预测及非线性有限元数值分析

江怀军  
【摘要】:近年来,我国基础设施建设快速发展,在软土地基上兴建的高速公路日益增多。软基路堤沉降具有变形大、沉降不均、历时长等特点,极大影响了道路稳定性、行车舒适性和安全性。 在综合分析国内外有关塑料排水板加固软土地基资料的基础上,文章以固结度相同为原则推导出三维塑料板地基平面应变等效转化方法。采用ABAQUS有限元软件建立模型,计算整个施工过程各时刻土体的沉降、水平位移、孔隙水压力等数据,通过数据处理分析软土地基在多级加载下的复杂力学行为和宏观变形特征。通过对应用塑料排水板处理软土地基数值模拟和现场测试结果比较,研究塑料排水板预压法处理软土地基的适用性和确定施工参数的可能性,为塑料排水板处理软土地基设计和加固效果评价提供理论的依据。 本文通过对现有预测方法的研究,分析各种理论的适用性,并选择几种预测方法,结合实测数据来分析沉降和时间的关系及预测最终沉降量,应用人工神经网络建模原理,建立BP神经网络预测路堤沉降模型,通过对实测数据序列作等距处理,借助MATLAB(R2009b)对BP网络进行训练、仿真,进而达到实现预测沉降的目的。并将其预测结果与双曲线及三点法比较。分析各方法预测结果的精度。预期可为今后的工程提供一定的借鉴。 最后着重分析软土地基的路基稳定性,比较强度折减法和极限平衡法的计算结果,以检验有限元算法的可靠性;将稳定性计算中所需参数进行敏感性分析,将其参数调整在一定的范围考察其对路堤稳定性的影响;最后考虑交通荷载对路堤变形的影响。


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