麻竹高速高填方路基稳定性分析及加固技术研究开题报告.doc

武汉轻工大学 毕业设计开题报告 2014届 毕业设计(论文)题目 麻竹高速高填方路基稳定性分析及加固技术研究 院（系） 土木工程与建筑学院 专业名称 交 通 工 程 学生姓名 成 珅 学生学号 100609221 指导教师 何翔 武汉轻工大学学生毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 麻竹高速高填方路基稳定性分析及加固技术研究 课题类型 论文 课题来源 自拟课题 导 师 何翔 学生姓名 成珅 学 号 100609221 专 业 交通工程 一 文献综述 1.1课题的研究背景与意义 1、随着东南沿海高速公路建设的饱和，今后我国高等级公路建设的重点，逐渐移向中西部等多山地区。我国地域广阔，山区、山丘区约占全国总面积的70％。山区高速公路修建过程中，由于地形、地质以及路线线形的要求，桥梁、隧道频频采用，高填深挖路基也占有很大比例。因此，出现了边坡失稳、桥头跳车及路基沉降等病害，其中高填路基差异沉降引起的病害尤其突出。高填路基不均匀沉降，使基层和面层出现了附加应力，这种附加应力和路面的荷载应力共同作用，加剧路面结构的疲劳破坏，形成裂缝、错台等病害，严重影响道路使用性能。 2、高速公路高填方路基常因路基强度和稳定性不好，导致路面稳定性差，直接影响公路的性能和使用寿命。从分析高填方路基质量问题产生的原因出发，针对这些问题，通过充分理解设计意图，改善施工工艺、施工条件等方法来加强施工技术，提高高填方路基质量，从而提高路基强度和稳定性。 3、高路堤的填方数量大、占地宽、施工工艺复杂，因此，在高填方路基的施工中很难保证路基填方质量。且常年受重复载荷的作用，在工程施工过程中和工程施工完工后，随着时间的推移与行车重复载荷的作用，发生的病害仍很多，而且较难治理。高填方路基常见的病害有路基整体沉陷或局部沉陷、路基纵向开裂、路基滑动或边坡滑坍。 1.2 国内外研究的现状 路堤沉降是一个古老而复杂的课题，它的研究集中于两个方面的内容：总沉降量和沉降随时间的发展过程。 20 世纪80年代以前，由于高等级公路在我国还没有出现，大多学者还没有普遍认识到路基沉降变形、特别是路堤和天然地基的共同变形问题对高等级公路的重要性和必要性，当时有些学者仅对地基、路堤自身沉降变形作了一些研究。20世纪80年代以来，尤其是近十年来，随着我国高等级公路建设的迅速发展，大量学者开展了一些路堤变形方面，尤其是路堤和天然地基共同变形方面的研究。1991 年郝传毅等用非线性有限元法对新填土路堤的自身压缩问题进行了研究，其结果对轻型压实标准路堤的变形研究和设计都有一定的帮助，但由于采用了邓肯一张模型作为土体的本构模型，计算参数较难获取，故难以推广应用。1992 年谢新宇、魏汝龙等基于土体中一点的一维应力应变关系，提出了用应变定义的固结度与按应力定义的固结度之间的换算关系，直接根据土中一点在任意时刻的有效应力与应变的关系建立沉降公式。交通部重庆科研所郑治等在其“路堤自身压缩的分层总和法”中，介绍了高填方路堤的离心模型试验和试验路段的沉降分析结果，论文在分析填土自身压缩特点的基础上，对目前通常使用的分层总和法进行了改进，采用逐级加载的方法计算填土自身压缩量，并用Terzaghi 的一维固结理论对填土的固结沉降作了近似的算。土体在荷载作用下的变形包括压缩变形和固结变形。对路堤变形而言，工期主要完成了压缩变形，而固结沉降变形则发生在竣工后相当长的时间内在施。分析表明，上述研究路堤沉降问题都是结合某一实体工程而开展的，且只考虑特殊、单一的变形情况，研究不具有广泛性，因而不便于推广。西安公路交通大学戴经梁、王晓谋等在交通部“八五”行业联合科技攻关项目中以非饱和土的混合物固结理论为基础，利用非线性有限元研究了陕西省黄土路堤沉降规律，并提出路堤沉降防治措施。研究表明：（１）新填土堤身的压缩变形是不可避免的，但在压实度较高时，路堤自身变形量较小；路堤越高，施工速度越快，路堤自重引起地基的沉降越大，当地基情况较差时，地基沉降量占整个路堤沉降的大部分；（2）较高的压实度能使路堤自重压缩变形随时间完成的较快，而且变形量较小；（3）在路堤施工前，对天然地基进行适当处理是防止工后超标准沉降的有效措施；（4）路堤自身压缩变形稳定所需时间比地基沉降稳定所需时间短；对3~10m 的大多数路堤，完成工后沉降的时间一般为1~2 年。国内不少学者还通过室内模型试验对路堤沉降规律进行了研究。西安理工大学利用小型土工试验场填筑4m高路堤，研究了路堤在自重作用下的压缩变形沉降规律。研究指出，矮路堤沉降稳定大概需要一年时间;通过提高路堤压实标准可以减小路堤压缩变形量。同时得到路堤高度与自身最大压缩沉降关系预测模式。长