高速公路软基路堤预抛高对工后沉降的影响研究

摘要

工程实践证明：软基路堤预抛高是控制工后沉降的有效手段。本文通过施工实测数据分析、理论计算、室内试验等方面对预抛高技术的理论依据作了初步研究。 首先基于路堤填土厚度、沉降与时间实测数据序列建立了一种预测工后沉降的模型，分析了模型在土力学上的物理意义。在该模型的基础上，根据不同的路堤高度、软基深度以及工后控制时刻，分别推导出路堤预抛高的计算公式。 其次通过次固结试验，提出了次压缩简化模型。本文根据软土重塑试样的次压缩试验结果，研究软土在超载预压后，经过卸荷回弹再加荷后的次压缩变形规律。研究表明：不论再加荷压力的大小，再压缩过程均存在主固结过程，进入次压缩变形的时间基本相同，较原压缩过程的主固结时间大大缩短；次固结系数在较长的时间内和时间没有关系，随着再加荷压力的增大而增大，随着预固结压力的增大而减小；次压缩应变和超载比之间具有规则的对应关系，可以用双曲线简化模型模拟，用线性拟合法确定模型参数；根据次压缩应变的简化模型建立的次压缩沉降计算公式，反应了软土本身性质、预固结压力和再加荷压力的影响，还反应了次压缩变形随时间延长最终趋于稳定的特征。工程算例数据和实际工后沉降观测数据表明，使用本文改进的次压缩沉降计算公式计算的结果具有较高的可靠性，较之传统的次压缩沉降计算方法具有明显的合理性。 研究路堤预抛高对软基工后主固结沉降、次压缩沉降的影响。分别采用殷宗泽教授方法和次压缩简化模型计算不同路堤预抛高情况下的路基工后次压缩沉降，计算结果表明，路堤预抛高对工后次压缩沉降的影响很小。利用一维固结理论对软基下卧层的工后主固结沉降进行计算分析：随着路堤预抛高的增加，下卧层的工后主固结沉降是逐渐增加的，在设计基准期15年内，路堤高度每抛高5cm，下卧层的主固结沉降约增加1.7cm，影响并不明显。 通过工程实例介绍了路堤预抛高在不同性质的软基相临路段、软基与非软基相临路段、软基路段与桥梁结构物相连处、两桥梁之间软基路段等实际应用。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2研究问题的提出

1.3国内外研究概况

1.4本文的主要工作

第二章软土地基高速公路路堤预抛高计算方法探讨

2.1几个基本概念

2.2软土路基沉降及预抛高计算研究概述

2.3基于路基填筑期实测沉降的预抛高计算研究

2.4工程实例

2.5预抛高计算公式的讨论

2.6本章小结

第三章预抛高对工后主固结与次压缩沉降的影响研究

3.1概述

3.2殷宗泽方法计算次压缩沉降

3.3次压缩简化计算方法的思路

3.4超载卸载再加载软土的次压缩室内试验

3.5超载卸载再加载软土的次压缩简化模型

3.6超载卸载后再加载工况下软土的次固结系数讨论

3.7超载卸载再加载软土的次压缩计算

3.8两种次压缩计算方法的讨论

3.9预抛高对工后主固结沉降影响研究

3.10本章小结

第四章路堤预抛高技术工程应用实例

4.1引言

4.2软基路段路堤预抛高的应用

4.3软基路段路堤预抛高在“桥头跳车”问题中的应用

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

参考文献

致谢