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壓固結期人工調控的，合理的調控可達到減少工后公路病害和早運營取得經濟效益的作用。因此，路基沉降過程的計算就是解決問題的關鍵，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中一個非常經典的課題，己經進行了大量的研究，也積累了豐富的經驗。但由于路基工程的荷載隨機分層施加且經歷的過程較長，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的壓縮模量、滲透系數(shù)的不斷變化、路線跨越的土類復雜多變、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驗、目前高等級公路對路面平整度的高標準要求等等，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強烈的軟土地基，較長采用的黃土壓實路堤，進行了較深入的研究。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行了大量的實測，揭示了大量有關公路路堤沉降變形的規(guī)律,對其土樣進行了室內試驗，結合理論分析，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滲透固結設備和測試技術，使土力學中滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)、固結系數(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，以工程實用為目