收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

强度衰减路基稳定性及其路面结构力学响应研究

管延华  
【摘要】:针对粉土路基,通过现场调研、室内试验、现场检测、模型试验及数值模拟等方法进行了强度衰减规律的探讨,揭示了路基强度衰减对路基稳定性、力学特征、变形特征的影响及路面结构的力学响应,提出了有效的路基加固技术及基于破坏接近度的路面结构受力平衡评价方法。主要研究内容及结论如下: (1)基于现场取样测量路基土的含水量,揭示路基含水量的分布特征;通过室内试验,针对路基土的压实特性及不同含水量下路基的强度变化规律进行了较为系统的试验研究。渗透试验及毛细水上升试验表明:粉土具有渗透系数较大、毛细水作用强烈等特征,路基含水量的增大造成了路基强度的衰减。压实粉土三轴试验(UU)及回弹模量试验结果表明,当ω?ωopt时,含水量的增大,路基土回弹模量及内摩擦角相对稳定,但粘聚力及变形模量逐渐增大;当ω?ωopt后,含水量的增大,路基土粘聚力、回弹模量及变形模量均降低显著,内摩擦角在接近饱和状态时才急剧降低,揭示出粉土路基含水量增大后强度低、变形大的特点。 (2)现场调查了粉土路基边坡稳定性的破坏形式,通过强度折减法对强度衰减路基及注浆微型桩加固路基的稳定性分别进行了数值模拟分析。现场调查表明,实际粉土路基易发生浅层滑坡、边坡坍塌、路基滑移等病害。计算结果表明,路基含水量增大,边坡稳定性降低。注浆微型桩加固路基后,不仅边坡稳定性提高,而且能够有效的抑制路基不均匀沉降,对路面结构的受力非常有利。 (3)基于路基强度衰减对高速公路典型路面结构在标准荷载及超载作用下的力学响应进行了计算分析;针对等级公路路面结构进行了弹塑性分析,计算了新建及路基强度衰减后路面各结构层的破坏接近度并据此评判路面结构的平衡性,揭示了路基强度衰减对路面结构平衡性的影响。计算结果表明,路面弯沉及应力随路基强度的衰减呈非线性加速增大,随荷载增大呈线性增大;车轮荷载作用下,半刚性基层受拉,处于受力最不利状态;基层的寿命随轴载的增加或路基强度的衰减呈指数性衰减趋势;等级公路路面结构的弹塑性分析表明,路基强度衰减后,路面结构层的受力明显增大,路面结构层受力不平衡,半刚性基层的下基层的FAI2,处于塑性破坏状态,即半刚性基层成为整个路面结构层的薄弱层。 (4)针对新建路基、强度衰减路基及注浆微型桩加固的路基进行了模型试验研究,试验结果表明:实际压实粉土路基毛细作用非常显著,路基采用注浆微型桩加固后桩间土含水量比强度衰减路基下降3.7%,桩间土的密实度和弹性模量比新建路基分别提高1.35%、9.46MPa。路基强度衰减后,其竖向应力发生重分布现象,路基顶部受力比新建路基增大16%左右;浆微型桩加固后的路基竖向应力明显减小(减小约50%)。随着路基强度的衰减,相同荷载作用下,路基所受的侧向应力明显增加;注浆微型桩加固后的路基,侧向水平力显著降低,其减小幅度大约是强度衰减路基的2倍。路基强度衰减程度越大,路基表面及内部个点的竖向变形越大,路基顶部越容易发生不均匀沉降。但注浆微型桩加固后,路基的竖向变形明显减小,基本达到新建路基的情况。新建及加固后路基的变形主要表现为弹性,塑性变形很小,路基强度衰减后,其塑性变形明显增大。强度衰减后路基的整体刚度降低,注浆微型桩加固路基后其整体刚度显著增加。随着路基强度的衰减,路基侧向水平位移增大;路基通过注浆微型桩加固后,仅在路基顶部发生微小的水平侧移。因此,注浆微型桩加固技术是一种有效的病害路基加固方法,路基采用此技术加固后,其不仅能够提高路基桩间土的抗剪强度,而且能够提高其压实度和整体刚度,致使路基整体承载能力及稳定性明显提高。 (5)根据模型试验分析了注浆微型桩加固路基的工作机理:即分层压实的路基采用袖管劈裂注浆加固时容易沿路基分层之间发生横向劈裂,在路基土的分层之间形成水平水泥浆硬化夹层,阻隔了毛细水的上升,能够避免路基含水量的继续增大而造成其强度衰减;凝固体微型钢管柱对加固路基起到螺栓连接及骨架作用。注浆微型桩的工作状态大致分三个阶段:微型桩加速受力阶段;桩土协调工作阶段;注浆凝固体断裂、整个路基趋于塑性破坏工作阶段。实际路基加固工程应用表明,路基注浆微型桩加固技术对提高路基的竖向承载力、防止不均匀沉降以及提高边坡的稳定具有良好的效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱劲松,宋玉普;基于剩余强度衰减的混凝土疲劳寿命估算方法[J];海洋工程;2003年03期
2 侯相深,王哲人,刘明,郭秀芹;黑色路面结构强度的衰减规律[J];公路;1994年08期
3 段忠东,欧进萍;金属构件的损伤断裂与抗力衰减分析[J];哈尔滨建筑大学学报;1997年04期
4 程帆;零件疲劳强度衰减估计[J];机械研究与应用;1997年04期
5 程帆;零件疲劳强度可靠性设计中的强度衰减估计[J];机械设计与制造;1997年03期
6 赵维涛,安伟光,严心池;同时考虑结构系统强度和疲劳的可靠性分析[J];哈尔滨工程大学学报;2004年05期
7 王端宜,任树贤;关于我省沥青路面强度和承载能力的调查和分析[J];黑龙江交通科技;1994年01期
8 孟志敏;;膨胀性应变软化土体工程特性研究[J];湖南交通科技;2008年02期
9 赵造东;张立翔;李泽;;混凝土低周疲劳强度衰减及寿命预测方法研究[J];力学与实践;2011年02期
10 冯国勇;王强;刘波;李艳峰;;基于零件强度衰减的螺栓抗挤压疲劳可靠性分析研究[J];机械研究与应用;2011年02期
11 舒福华;襄樊膨胀土的抗剪强度研究[J];土工基础;1996年04期
12 黄润秋;吴礼舟;;非饱和膨胀土边坡稳定性分析[J];地学前缘;2007年06期
13 张后全;贺永年;刘志强;周纪军;韩立军;;泥质细砂岩材料破坏与强度衰减研究[J];中国矿业大学学报;2008年01期
14 吕伟民;以初始弯沉作为路面的设计弯沉[J];中国公路学报;1993年04期
15 朋改非,陈延年,冯乃谦,MikeAnson;高强混凝土遭受高温的性能衰减特征[J];混凝土;1999年01期
16 李军旗,赵世春;钢筋混凝土构件损伤模型参数确定[J];兰州铁道学院学报;2000年04期
17 彭程;;机械零件疲劳强度衰减的模糊可靠性计算[J];中国制造业信息化;2006年03期
18 唐芬;叶四桥;陈洪凯;;新疆翻浆路基土吸水抗剪强度衰减非线性分析[J];地下空间与工程学报;2006年02期
19 杨振峰;缪林昌;;粉砂质泥岩的强度衰减与环境效应试验研究[J];岩石力学与工程学报;2007年12期
20 陈涛;唐红梅;;吸水强度衰减条件下散体滑坡的稳定性演变分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴金荣;孙辉;杨士莪;;浅海倾斜海底海洋混响衰减规律研究[A];2001年全国水声学学术会议论文集[C];2001年
2 赵凯;张银意;钱明;蒋义芳;孙燕;杨婷娅;;台风“卡努”登陆后强度衰减的诊断分析[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年
3 梁志荣;曹名葆;叶柏荣;;镇海电厂吹填粉煤灰的工程性质[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年
4 吴京平;楼志刚;;钙质土的基本特性[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年
5 范秋雁;;软岩支护长期稳定性分析[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
6 杜白;朱彭城;;基于FSS的电磁波防护服研究[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
7 彭承光;李运贵;李子权;卢邦华;;广州某涂布白纸版工程软弱地基地震效应预测与评估[A];中国地震学会第六次学术大会论文摘要集[C];1996年
8 陆同兴;何光龙;赵献章;;光解自由基自旋极化相的转变研究[A];第八届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1994年
9 李树武;刘昌;聂德新;杨永明;;乌弄龙水电站坝前崩塌堆积体稳定性评价[A];中国水力发电工程学会第四届地质及勘探专业委员会第二次学术交流会论文集[C];2010年
10 李俊华;赵鸿铁;薛建阳;姚侃;王新堂;;低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能的试验研究[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 管延华;强度衰减路基稳定性及其路面结构力学响应研究[D];中国矿业大学;2011年
2 张道祥;稳定分层湍流的实验与理论研究[D];上海大学;2009年
3 牛双建;深部巷道围岩强度衰减规律研究[D];中国矿业大学;2011年
4 阮中尉;方钴矿热电材料的疲劳行为的试验研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕俊娥;渭阳公路西坡膨胀土滑坡的稳定性研究[D];西安科技大学;2009年
2 翁其能;重庆库区松散土体吸水蠕变、强度衰减规律及应用[D];重庆交通学院;2001年
3 张明辉;三维环境海洋混响强度衰减规律研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 蒋孝伟;SRC-RC转换柱的抗震性能及其实用设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2009年
5 刘世雄;第三系红层高边坡失稳机理研究[D];西南交通大学;2009年
6 薛睿;轴压比对型钢高强混凝土中间层中节点抗震性能影响的试验研究[D];重庆大学;2008年
7 陈承佑;大气作用下土体强度衰减及裂隙开展研究[D];广西大学;2012年
8 高玉琴;干湿循环对改良土工程性质影响的研究[D];天津大学;2006年
9 陈子静;型钢高强混凝土柱合理含钢量的试验研究[D];重庆大学;2007年
10 杨定锋;配箍率对λ=3型钢高强混凝土柱在反复荷载作用下受力性能影响的试验研究[D];重庆大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 陈希荣;包装件强度衰减规律定量指标分析研究[N];中国包装报;2011年
2 陈敬农;新技术让老煤矿起死回生[N];科技日报;2003年
3 陈希荣;包装件强度衰减规律定量指标分析研究[N];中国包装报;2011年
4 浙江省辐射环境监测站教授级高级工程师赵明华;谈谈移动通信的电磁辐射[N];浙江日报;2002年
5 许嫣妮;福建渔业养殖将进军湾外空间[N];中国渔业报;2009年
6 记者 白秋薇;陕西:沥青路面耐久研究通过验收[N];中国交通报;2010年
7 记者 徐侃;我市短期内不会发生5级以上地震[N];安庆日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978