论文部分内容阅读
沿海公路地基与一般公路地基相比有其特殊性,沿海地区有较多的软土分布,软土具有高含水量、低密度、高液限、高压缩性及高灵敏度等特点,工程性质差。公路交通荷载是一种循环动荷载,建在软土地基之上的公路投入使用后,在交通荷载的长期作用下很容易产生较大的变形和沉降。应用土工合成材料加筋技术进行公路软土地基的处理是一种行之有效的方法,不仅可以增强路基的整体稳定性,还能减小道路的不均匀沉降。目前国内外对于公路的研究和设计多集中在静力荷载作用方面,对于考虑动荷载作用下公路的受力特性和变形的相关研究还很少,而针对土工合成材料加筋软土地基在循环荷载作用下的动力特性的研究则更少,理论水平远落后于工程实践。本文以青岛沿海公路淤泥质软土地基为研究对象,以循环荷载作用下软土的动弹性模量和动阻尼比为研究内容,对加筋软土地基的动力特性进行试验研究,并通过有限元软件模拟分析软基路堤在动荷载作用下的变形沉降特点,从而为软土地基上公路的设计和土工合成材料加筋技术在软土地基公路工程中的应用奠定更好的理论基础。论文的主要内容和结论如下:(1)通过室内土工试验得出试验所取的青岛沿海地区软土具有含水量高,孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低等工程特性,属于典型的第四纪淤泥质软粘土。(2)对不同围压(50、100、150KPa)、不同加筋条件下的软土试样分别进行动三轴试验,结果表明:相同固结围压条件下,不同加筋条件的软土试样的动弹性模量都随着动应变的增大而减小,动阻尼比都随着动应变的增大而增大;动应变水平一致的条件下,不同加筋条件的软土试样的动弹性模量都随着围压的增大而增大,动阻尼比都随围压的增大而减小。(3)试验结果分析表明,铺设砂垫层并加筋的方式可提高软土的动弹性模量和阻尼比,加二层筋时,筋材的的作用未能完全发挥,效果相对于一层筋提高的不多,所以工程中实际加筋层数需根据工程条件进行优化设计确定。(4)通过ABAQUS有限元软件对四种不同加筋方案下路堤施工加载引起的软基路堤的变形沉降进行了模拟计算,结果表明:在路堤和软土地基交界处仅铺设砂垫层对于减小路堤沉降和侧向位移的作用很小;铺设一层土工格栅和砂垫层后,可以明显减小路堤的竖向沉降并约束路堤的侧向变形;若砂垫层厚度不大,只增加筋材铺设层数,加筋效果提高不明显。(5)采用两层土工格栅包裹砂垫层的方法对软土地基进行处理能够明显减小在交通荷载作用下路堤的整体沉降和路面的不均匀沉降,从而可以保证路堤的整体稳定性和行车安全。