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土工合成材料在高填方路堤中的加筋应用研究

何欢  
【摘要】:本文依托交通部西部交通建设科技项目《土工合成材料在黄土地区公路工程中的应用技术研究》,开展了土工合成材料在高填方路堤中的加筋应用研究。全文运用有限元数值计算和极限平衡法理论,对加筋高填方路堤的强度、变形以及稳定性等方面进行了研究。本文首先通过对理论计算结果与实际的试验路段观测成果的对比分析,验证了理论模型,得出了试验方案的结论。在此基础上运用理论手段进行加筋高填方路堤的扩展研究,分析了影响加筋效果的各种因素,得出了土工合成材料在高填方路堤中的加筋应用中的一些有益结论,可供在工程中应用推广加筋高填方路堤和为后续研究积累资料。 (1)土工合成材料在高路堤中的加筋应用可以一定程度上防止路堤中过大的局部沉降,抑制路堤坡面的侧向位移,保持路堤坡面的稳定,同时改善路堤底部的不均匀沉降,减少对地基的向外挤压应力,从而使路堤的整体强度和稳定性得到提高。 (2)加筋的位置直接影响着加筋的效果,通过分析,加筋较好的位置应该在路堤的下半部分,特别是沉降集中区域,该区域随着填方高度的增加有上移和扩大的趋势;在筋材强度允许的情况下,加筋应靠近路堤底部,以承担更多的应力;加筋的理想方式是通铺形式,并采用多层加筋。 (3)路堤底部加入一定厚度的灰土稳定层对防止路堤的过大沉降以及路堤的侧向位移等有比较明显的作用,结合加筋,其也能较好的分担部分筋材作用,所以建议在高填方路堤底部铺设一定厚度的灰土稳定层。 (4)本文用极限平衡法理论推导了高填方路堤中最佳的加筋位置确定的方法。一旦确定了圆弧滑动破裂面的位置,运用该方法可方便的判断出该路堤的最佳加筋位置。通过算例,可以看到该方法是有效的,能给加筋路堤的设计带来很大的方便。 (5)在极限平衡法应用中,运用计算机辅助圆弧滑动面搜索方法对稳定性计算结果的准确性有很大的帮助。本文应用了该方法,可以看到其是方便有效的。同时通过地震作用下的路堤稳定性的计算,可以看到地震对路堤稳定性的影响是比较大的,在地震影响强烈的地方建议对加筋高路堤进行地震下的稳定性验算。


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