砂土路基湿化变形研究

【摘要】：土料的浸水湿化变形是土工界长期关心的问题之一，本文在广泛了解国内外有关研究现状和动态的基础之上，结合深—汕高速公路K91—K94段的实际情况，对砂土路基的湿化变形计算方法进行了较深入的研究，得出了砂土的湿化变形特征，对工程实践有一定的参考价值。 利用室内三轴剪切仪，使土样在试验过程中逐步湿化饱和，与工程实际情况相符合，在应力控制条件下进行了不同应力水平和不同密度状态砂土的湿化变形试验，结果表明，砂土料湿化不仅能引起可观的附加轴向应变，而且还能引起相当大的附加体变和偏应变。通过试验，建立了砂土样在湿化前后的Duncan-Chang非线性弹性模型，试验表明，湿化使砂土的变形模量及邓肯参数有所降低，同时对不同密度的砂土样的湿化试验表明，砂土的相对密度是影响湿化变形量的关键因素，随着相对密度的增大，湿化变形量迅速减小。 基于土的Duncan-Chang非线性弹性模型，在湿化理论的基础上，建立了砂土路基的有限元计算模型，计算了砂土路基在湿化前后的沉降变形和应力分布，对路基在湿化前后的稳定性作出了评价。 根据摄动非线性随机有限元理论，将Duncan-Chang非线性弹性模型引入随机有限元中，对砂土路基及边坡在湿化后的稳定性进行了研究，计算了边坡的可靠度，结果表明，计算结果与确定性非线性有限元方法计算结果基本相一致，路基边坡在浸水湿化后同样具有较高的可靠指标，不会因浸水而失稳。