公路路基沉降過程試驗與理論分析.pdf

1、公路路基是土體構(gòu)筑物，含天然土地基和人工填土路堤兩大部分。引起地基沉降的荷重來自填方土堤的重量，引起路堤沉降的荷載來自本身的自重，天然地基土可能是飽和土也可能是非飽和土，而路堤填土一般是非飽和土。不論是飽和土還是非飽和土，在一定荷載水平下的沉降都是一個隨時間而發(fā)展的過程，公路路堤的施工是分層隨機碾壓的，因而引起路基沉降的荷重也是一個隨時間而發(fā)展的過程。路基的沉降分施工期沉降、工后沉降和最終沉降，施工期沉降量與工后沉降量之和等于最終沉降量

2、，施工期沉降量和工后沉降量是可以通過改變預(yù)壓固結(jié)期人工調(diào)控的，合理的調(diào)控可達(dá)到減少工后公路病害和早運營取得經(jīng)濟(jì)效益的作用。因此，路基沉降過程的計算就是解決問題的關(guān)鍵，而目前較為成熟的水平是可計算土體的最終沉降量，對施工期沉降量目前還沒有可供實用的計算方法。 可以說土體變形量與變形過程的分析與計算一直是土力學(xué)中一個非常經(jīng)典的課題，己經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，也積累了豐富的經(jīng)驗。但由于路基工程的荷載隨機分層施加且經(jīng)歷的過程較長，路堤及地基

3、土體在荷載變化的同時發(fā)生了密度及與之有關(guān)的壓縮模量、滲透系數(shù)的不斷變化、路線跨越的土類復(fù)雜多變、單位工程面積上可用于測試和計算沉降的費用相對較少、以及缺乏足夠的實際計算分析經(jīng)驗、目前高等級公路對路面平整度的高標(biāo)準(zhǔn)要求等等，使得該問題的解決在公路行業(yè)顯得尤為重要。 本文充分重視現(xiàn)場及室內(nèi)測試試驗，力圖發(fā)現(xiàn)真實的變形發(fā)展規(guī)律，在與路基工作條件相近，且理論分析較易的一維壓縮與固結(jié)條件下，重點對西部地區(qū)廣泛分布的且具有浸水濕陷特性的黃土

4、地基，較常遇到的對沉降反應(yīng)強烈的軟土地基，較長采用的黃土壓實路堤，進(jìn)行了較深入的研究。在黃土濕陷變形研究中突出增濕時間過程和增濕濕陷量算法，在飽和軟土的固結(jié)研究中突出荷載與土性參數(shù)隨時間的變化，在土堤沉降研究中突出非飽和土的流變特性和簡單實用的算法。 論文結(jié)合實際工程，對飽和軟土地基和黃土填方路堤的沉降過程進(jìn)行了大量的實測，揭示了大量有關(guān)公路路堤沉降變形的規(guī)律,對其土樣進(jìn)行了室內(nèi)試驗，結(jié)合理論分析，提出了具有創(chuàng)新性的飽和軟基在荷

5、載與土性參數(shù)變化時沉降過程計算方法、碾壓黃土路堤沉降過程計算方法、黃土地基增濕過程和增濕濕陷計算方法。所有這些計算方法都與實體工程的原型觀測資料進(jìn)行了對比，證明其具有一定的可靠性和非常重要的實用性。本文還同時開發(fā)了K0-K10滲透固結(jié)設(shè)備和測試技術(shù)，使土力學(xué)中滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)等重要參數(shù)的測試精度得到了空前的提高。 由此，本文的特點與成果可以概括為：以公路路基為對象，以黃土、軟基為條件，以大量實驗為基礎(chǔ)，以工程實用為目