土工合成材料在舊路加寬工程中的應用與計算（可編輯）

土工合成材料在舊路加寬工程中的應用與計算摘要近些年來,隨著國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展,高等級公路的建設正以前所未有的發(fā)展速度向前推進,同時世紀年代全國各地修建的高等級公路的交通量先后達到飽和狀態(tài),需要加寬改造。此外,在國家公路網(wǎng)中,有許多二、三級公路也需要改造,同樣也涉及到路基的加寬加高等問題。在公路拓寬改造工程中,如何保證新舊路基,特別是軟土地基上的新舊路基不發(fā)生過大的差異沉降,以減輕或避免路面因此而發(fā)生變形、丌裂,是迫切需要解決的問題。要解決上述問題,最可行、最經(jīng)濟的辦法就是采取合理的路基結(jié)構(gòu),加強新舊路基間的橫向聯(lián)系,使兩者整體結(jié)合性加強。軟土地基上公路的加寬處理,可以采用土工合成材料如土工布、土工格柵等,一方面靠土工合成材料的抗拉強度增加加寬部分和舊路基之間結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使兩者具有足夠的整體性,另一方面可以減少軟基的沉降,并可明顯減少新舊路基的不均勻沉降。本論文將利用土力學的相關理論,針對軟土地基上舊路加寬后,在新舊路基間所出現(xiàn)的不均勻沉降和新舊路基整體結(jié)合強度不夠而引起的路面變形、開裂等現(xiàn)象,從軟土地基沉降和路基穩(wěn)定性入手,系統(tǒng)分析了土工合成材料在加寬路基結(jié)構(gòu)中的作用機理,并初步提出了加寬道路加筋路堤沉降計算的整套方法。另外,本文還以工程實例為背景,擬定軟土地基上舊路加寬比較合理的路基結(jié)構(gòu),并運用大型有限元分析軟件進行有限元分析,就軟土地基上舊路加寬結(jié)構(gòu)在不同的情況主要指不同的路基高度、不同軟土層厚度、不同的加筋層數(shù)等下,對土工合成材料減少新舊路基不均勻沉降的效果進行分析計算,討論了軟土地基上加寬路堤在不同情況下的變形特征和沉降規(guī)律,并在上述基礎上,提出不同情況下較合理的路基加寬方案。關鍵詞土工合成材料,舊路加寬,軟士地基,有限元分析,也,減少耨霸貉基問酌不均勻沉降量加強新舊路基的熬體結(jié)含強度,使新舊路基結(jié)會為一個整體哺。路基臻】是路黼靜萋編,并承受出路萄傳遞下來的各種葡裁,蠢戴,路濺漢理工大學碩士學位論文基的堅實和穩(wěn)定是保證路面強度與穩(wěn)定蝕的重要條件之一。充分認識路基的重要作用,是公路建設的治本之道。融路改建工程對路基施工的技術(shù)要求高,是因為舊路改建都必須進行加寬和加高及舀路琢排永系統(tǒng)的處璦。任何不當?shù)穆坊訉捊Y(jié)構(gòu)方案和她理措施都難以在今后的養(yǎng)護巾改正,因此程日路加寬改建工程中,處理鱘新西路基靜不均勻沉降和薪礙路基閩的整體結(jié)合強度是熬個改建工程質(zhì)擻好壞的關鍵。秘蓊,我國公赭部門尚缺乏成熬靜、統(tǒng)一靜路基瓣寬結(jié)構(gòu)設詩方法,在交通部頒布的公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范中,雖然列入了有關路旗加寬設計豹條款,毯哭是鎊靖新滔路萋交綏部分酌連接褥出了一蹙吳體豹諼詩葵求和施工要點,并未就舊路加寬時醬遍存在的不均勻沉降對路基整體結(jié)構(gòu)的疆環(huán)乍瑁掇賚程應豹設詩方案。豫在戮海,見警瘊鴦的器鼴翻寬籍褥在開放交通段時間后出現(xiàn)了不同程度的縱向裂縫,在國外也存在著大綴的類經(jīng)蕊象。雖然在理行豹爨基熱寬結(jié)構(gòu)浚計當審采取了一些鏊潞鴦羹寬楚瑾措施,例如新舊路堤結(jié)合都位開挖臺階處理、新舊路堤使用土工合成材料鴦霜爨楚瑾、薪路疆下軟縫基楚溪。毽這些方法太多襞手經(jīng)驗狳段,耱鬟是采用土工合成材料加固新舊路鏨的方法,目前關于這方面的研究還比較少,沒毫彩藏寵善瓣理論,實瑁撬筵氌不夠豐塞,套必螫翔強穗關致理論磺究。器路翔寬改逮互程不強于簸耨建辨,必須騫提艨鑫冬熱強技術(shù)蘩藏才能保證質(zhì)量。只有認識到它的特殊性,才能在舊路加寬工程的設計和施工當中減少總投入,提褻投滾羧益。研究課題的提出隨著國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展,高等級公路的建設正以前所未有的發(fā)展速度翔羲捶邀,閡穗世紀年健全國備遣修建戇毫等級公路熬交逶量炎蘑達到飽和狀態(tài),如沈大高速公路,廣佛商速公路蔣,需簧加寬改造。此外,在闌家公路隧中,毒誨多二、三綴公路墩囂要改造,網(wǎng)攆也涉及到路基的加寬加高等問題。在公路拓寬改造程中,如何保證新舊潞基,特剮是軟土地基上的新臼路基不發(fā)生過大的差異沉降,以減輕或避免路顢因此箍發(fā)生變形、開裂,是迫切需要解決的問題。攢解決上進問題,最可行、最綴濟的辦法就是采取合理的路基結(jié)構(gòu),加強新舊路基聞的橫向聯(lián)系,使兩者整體結(jié)合性加武漢理大學碩士學位論文強。在鑫漆靛麴突改逡串,必矮鰓決葑毅囂爨基麴不均勻沉降露導致敬路覆開裂問題,特別是在軟土路段,遮個問題更加突出。為了解決好軟土地基上羈鼴趣寬工程中程在斡上述淘題,工程炎踐中采取了一魑具體摟旌,這些接施可歸納為以下幾類對軟攮基進行處理加強新舊路基間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使兩者結(jié)合為一個整體,保證新舊路基網(wǎng)步沉爨。軟基處理與路撼結(jié)構(gòu)措施相結(jié)含。不同的處理方法施用于不間的情況。如何根據(jù)工程的具體條件選擇經(jīng)濟裔理、簡單實埔的處理措施,逐值得進行深入的理論磺究。本課題就楚在這獨背景下選定的。,研究課題的目的和意義近年爿乏,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,道路交通讒量迅速增長,既有公路、城市遒路等目路加寬改造工程也隨麓大量的付諸實旌。特別是在軟地基上實行舊路加寬改建,存在以下突出問題新路基下軟基沉降量璺大新路基本身固縮尚未完成,竣工后,瓷自重作用下還會繼續(xù)黢生國縫沉降新舊路基間的聯(lián)結(jié)力弱。上述三個方麟的原因,極易撂致掰舊路基闕產(chǎn)生不楣等的沉降,表現(xiàn)為薪路基”淆”,工程中稱為“溜肩膀”,是長期以來無法從根本上解決的問題。本諜題研究的目的,就是想放加強新強鼯蘩橫商聯(lián)系和加強兩者酌整體性出發(fā)必要時與軟士地基處理棚結(jié)合,以經(jīng)濟、實用的手段解決上述問題。針對軟土速蒸上遽行的蟊路政建工穗中容翳出現(xiàn)酌這些闖禳,尋求在軟土地基上藏行舊路改建成采取什么樣的路基結(jié)構(gòu),以達到新舊路基整體結(jié)合毪強,差辯沉降小,同辯經(jīng)濟上合理,施工簡舉易行靜秘靜為今螽軟土遺基上舊路改建工稷的設計、施工提供科舉依據(jù)。這就是本課題研究的激義。武漢理工大學碩士學位論文國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及動態(tài)介紹舊路加寬結(jié)構(gòu)概述”】例】【】【】在我國公路交通事業(yè)牧展中存在著一個將大爨已有的低等級公路改建成贏等級公路的艱隨任務,這種改建中的一項基本內(nèi)容就是日路的加寬。如國內(nèi)典型的有沈大商速公路改建、廣佛高速公路加寬工程等。這些日路加寬改造對提高既有鏊路等級和改裝躊網(wǎng)結(jié)毒每具有較高的技術(shù)經(jīng)濟價值。在舊路加寬改造工程的方案設計時需進行多方案的比選,同時必須綜合分析各方案的地蒸沉降、路基豫定性、路基靜載壓縮變形、以及路凝土行顰荷載律用塑性累計變形等造賊的路藻表面的不均勻變形,以便采取可靠麗有效的綜合處治方巢。在舊路改建中,拓寬衙路基的質(zhì)量闖遂,穰大程澄上決定精改建搿公路的使用壽命。在加寬道路開放交通后的一段時閫內(nèi),新舊路基及其下的軟遺基由予灞結(jié)程度不溺,會造成耨溜路簇闖產(chǎn)鬃不均勻沉降,新魏寬都分的路基就會因下沉或滑移,在新舊路面結(jié)處形成裂縫。甚至造成道路的破舔,影響改建后道路靜正常使建。路基加寬可采用雙邊泔稱加寬或單邊加寬,采用雙邊加寬時新麓路基鼢中心線裙重合,這釋方法靜罐一徒纛蕆莛瀵路攘寬后路覆仍然操撩在經(jīng)率輛壓實的基層上,但鈳個最大的缺點是很難保證新老路基土之間的整俸羧秘緊鬻縮合,特囊是辯予離潞堤,蠢豸顯黧燕燕又不大,援容荔雩起薅堤的滑坡。采用單邊加寬時新老路基的中心線不藿合,這種方法的缺點是一鄂分瑟路鎣落在掰壤土上,它瓣強疫黢班僳囊與疆黲罄穩(wěn)溺。毽這秘方法拓寬路基的施工比較容易,而且能保證質(zhì)量。但無論采用何種路基加寬方法,都要絳涯鼗疆鼴基能攝鳋瓣縫會,搜耨爨臻基滋辮翅每。麴縫合不好,路基的新填部分就有可能產(chǎn)嫩下沉絨滑移,導致路面變形戚開裂。蕕工稷實踐薅富,東淀太褰逮公路改建漿鼯基熱寬互裎中,建予淀大路部分路段位于軟土地基上,在路堤設計與施工中,發(fā)現(xiàn)舊路基下的軟土地基邑發(fā)生了一定的潑降,部分路段馳工愛滋降甚熏已經(jīng)競戲,露凝建路堤豹工盾沉降尚未發(fā)生,兩者的沉降速率明顯不同,遮就意味著通車后短期內(nèi)新武漢理王大學碩士學位論文老路基要產(chǎn)生不均勻沉降,因此,在工程中重點根據(jù)軟土地基路基加寬所基瑗豹不均勻淀簿和路甏裂縫等翊題,放控裁軟姥蒸漢降入手,耋贏遘行了軟土地基和新舊路熬結(jié)合部位的處理,提出比較理的路基加寬方案。又如雄進行的廣佛高速公路擴建,是國內(nèi)酋條進行加寬擴建的裹速公鼴,在加寬黠,缽對加寬工程磁到蛉首要難關之一,郄耨囂鼴基熬不均勻沉降和路熬穩(wěn)定性問題進行探討,提出了合理的路基加寬結(jié)構(gòu)方案,如采用粉噴樁處理藪撅競部分鶼逡基以減小地蕊斡派蹲秘不均勻沉晦,同時還提出了新老路基銜接措施,如在結(jié)臺部位采用挖臺階的形式加強新舊路蒸的整體結(jié)合性和穩(wěn)定性等?？偟恼f來,隨著道路加寬改建工程的逐步實施,很多專家和學者對其進亍了研究,鏝到躲成果主噩有以下幾個方箍軟土地基上路基加寬必須減小新舊路耩的不均勻沉降箍,可采用改變路基下敬性旗的方法,即進褥軟域基處理如進行軟土地基處理,袋盡可能的布鬣在新修路基下方,以減小新修路基下軟土地基的沉降和不均勻沉降軟土地藏上路加寬改造中使用土工合成材料,可明駐降低軟土地基姻沉降謦新日路基的不均勻沉降新舊路撼結(jié)合部位的處理,以加強新潮路基間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使兩者結(jié)合為一個整體,保證新舊路基的同步沉降。但是,前關于這方面韻研究還院較少,沒有形成完善的理論,察用措施也不夠豐富,搿必要加強相關的理論研究。土工合成材料在公路工程中的應用概況【】近些年來,士工合成材籽崧公路工程的應庵越來越廣泛,隨著溜路茄寬工程的增多,土工合成材料畿這方面的應用也越來越多。土工合成材料用在丑路加寬工程當中,主要怒稍霜冀加麓功戇,利用土工合成材料的高強度、韌性等力學性能,可分散荷載,增大土體的剛胰模量,改善士體或律為加籟戳及各種復合主工終構(gòu)。土工合成材料是一種新型的巖土工襁材料,它以人正合成的聚合物,如鱉料、仡締、合成橡狡等為藤辯,潮殘籜耱類登靜產(chǎn)赫,置予主體海部、表濺漢理工大學碩士學位論文面或各層士體之間,以發(fā)揮加強或保護土體的作用。土工臺成材料可分為土王織物、土工膜、特種土工合成材料籌【復合型土工合成材料等類壘,日前已廣泛應用予水利、水電、公路、鐵路、建筑、海港、采礦、軍工等餐個工稷領域”。土工合成材料加固軟蒸的應麓原理可瀲追溯剁久遠犖代,蘆葦、木材、稻草、竹子等天然纖維自古以來就在土工中得到應用,在許多古建筑中發(fā)揮了熱固和穩(wěn)定士的作用。到繾紀年代,美國首次利用棉織品加網(wǎng)路基土。在第二次世界大戰(zhàn)串,英國曾在路蘩上鋪敬稍輥翻楓布,激便裝擎車通過。在承翮工程上,荷蘭曾與海洋進行丁長期的斗爭,大量利用柳枝、梢料加圃堤壩,防止沖刷。隨著蔫分子純學工韭靜逶速發(fā)矮,不輯開發(fā)整產(chǎn)合成纖維薪登零季瓣,并將其逐漸應用于巖土工程中。世界上一些國家將念成纖維材料真正應用于巖主程中,楚獲毽紀年找束開始豹?？樏绹偭_墨這翔大瑟洋海岸防護工程中,利用聚氯乙烯有紡織物置于土與石塊之間,作為海岸防沖刷措藏。經(jīng)熏年囂溪察,其狀態(tài)鋸然蠢好。年菸聯(lián)邦德謦采震合成綏維制成有紡織物砂袋,修筑防波堤。年荷蘭采用尼龍有紡織物充砂墊層,跨囊海岸瀠秘。年美囂掛邦公囂開發(fā)統(tǒng)糕法長駑維纛繡毒,激取餞綴纖維無紡布。從此歐洲各國都已紡毒占法生產(chǎn)長纖維覓紡布,并應用于道路、護岸等工程孛。顰工織銹正式應用予基本墓蘩鐵道懿建王毽孛。年法國將針刺無紡布應用于道路工程,英國將熱粘無紡布應用于道路工程。茲驥熬德匿垮短紓繯劍成魄錚蒯天紡毒爰予渠遂簿遮防護工程?？傊?從年代后期汗始至年代期間,肖紡土工織物和無紡土工織物農(nóng)巖土工程中褥猁了廣泛躬應鼷。霉代中期,英國瓣公司,法困的羅納朗克公司生產(chǎn)的無紡布成功地在土術(shù)工程中成用,攤動了土工織物的發(fā)展。年代由于紡糙法無絞布的大霪生產(chǎn),使工織物的疲用有了贛的發(fā)展。應翔范圍也越來越廣泛。工織物在中國巖土工程中的應用娥予世紀顰代末期,與世界先進潮家相比,落后十幾年。開始主要是采用聚丙烯編織布,主癸應用于水利工瑕中。年代開始從國外引進了許多璺三產(chǎn)設備釃技術(shù)資料,報幼了我國土工緩物的生產(chǎn)與應辯。年鐵鼯部門采用美國、英國的無紡織物,首先用于路基墊屢,髕決路基翻漿冒泥閱題。年代中骺期是貔國土蔓織物生產(chǎn)、武漢理工大學碩士學位論文應用發(fā)展墩為迅速的階段,產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量方面有很大的發(fā)展,其庭瘸的數(shù)爨、范爨、按零承平等方瑟發(fā)矮也綴捷。進入母年代噬來,壺予土】二織物所具有的功能和特性以及在工程中的實際應用效果,引起全國各行各娩豹極大興趣。水瞧、鐵路、交逶、海港、建綾、冶衾、公黲等部門、秘研單位、大專院校都投入了開發(fā)和研究,并在多項工程中以不同的目的應用了工織甥,取褥了顯蓉瓣經(jīng)濟效益。縫黃理論研究筑深入,測試技術(shù)、設計水平、施工方法的不斷提高,土工織物開始在一些大型工程、重點工程中褥以應用,并獲褥較好的經(jīng)濟效豢和社會效益。盡管如此,工合成材料應用的理論發(fā)展卻遠遠落后于其工程實踐,在工握運用中大都是參照類似的工程經(jīng)驗加以仿效,嚴謹?shù)目茖W依據(jù)尚不多見。麗實際工程中,又不可能又兩項工程的實際情況是完全相同的,因而工程設計不是浪費就是過于保守,對工擺的安念程度搬本無法進行較客觀的預測。在交通行業(yè)現(xiàn)行的公路加筋工程設計和施工規(guī)范裰指導實際的設計和施工方麗述有很大的局眼生,必然大大限制了土工合成楗料在土木工程中的應用。因土工合成材料與士之間的相互作用較為復雜,融有文獻對它的研究主要來源于工合賊材料與土相蔓作用的研究。近年來,國內(nèi)進行了應用研究工作,在土建工程中國經(jīng)顯示了廣闊的工程皮用前景。采用士工合成材料處理軟土地基的路堤修筑技術(shù)問題已綴得到許多科技工作者的重視,僵為了士工合藏材料的正確成用,迫切需要掇出合理的設計、計算方法以解決應用中出現(xiàn)的問題。本文的主要工作本玖疆究翡弱標藏怒攝攆較建墓一道蹉麓寬奩凝鑫路蒸瓣瑟爨現(xiàn)轂不均勻沉降差和新舊路綦軀體結(jié)合強度不夠而弓起的路面變形、開裂等現(xiàn)象,扶較主逮基筑降秘路基穩(wěn)定性入手,縫會效蟪基羈瓤舊路基縫會部袋整理方集等進行分析研究,擒出比較合理的路基加寬結(jié)構(gòu)方案。主要研究內(nèi)容如下根據(jù)不同的情況,如軟土地基的厚度,土層的性質(zhì),路堤的商、寬、期癱、加寬售,競讒工攢簿提出與之輻對應的較經(jīng)濟、安全的鼴基加寬結(jié)構(gòu)。武漢理工大學碩士學位論文新舊路基下的軟土地基鼴否需簧處理以及處理方案,并提出與軟土地基處理方索楗適廒的加寬路基結(jié)構(gòu)。計算地基的沉降特別是路基加寬后的差異沉降,以及沉降的發(fā)展規(guī)律。為此,筆者將作如下的主要工作以工程實例為背景,擬寇軟土地基上舊路加寬的路基結(jié)構(gòu)方案,用土力學的相關理論糖出計髯方法,主要分析并計算出工耩竣工后新舊路麓聞的沉降差。激上述計算方法為理論薈礎,就不同韻情況主要指路基加寬、加高值原有路基的寬度、高度軟士層的厚度、物理力學性質(zhì)是否對軟土遺鍪迸行魅遴鞋及公路鑄綴、計翔工期等提獺褶應靜路基結(jié)構(gòu)和計算結(jié)果。邋過大罄有疆元分櫥較棒對教上捷出豹不溺爨基熱寬結(jié)構(gòu)進彳亍非線性有限元分析,除與傳統(tǒng)分析方法的計算結(jié)果進行比較外,還對不同清況下翔軟羹瓷萋的浮度,痿魏往瓣,躊璇豹高、寬,燕菇、蕊寬德,允許工期等新舊路基的麓異沉降及沉降規(guī)律進行初步探討,找出其中萊些褒穆,麩瑟使磺究工睪更鴦耩深入窩全囂。武漢理芏大學碩士學位論文第章土工合成材料在鑫路加寬改造玉程中的應用在舊路加寬改造中,士工合成材料具有廣泛的應用前景。使用土工合成毒辛糕圖,一方囂靠主工合成毒孝糕的撬拉強度作用堰搬搬賽部分與曩路基之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使兩者具有足夠的糕體性。另方面土工合成材料還可以減少軟縫基憋沉降,菇可竣鼴降低軟地基的不均勻沉降,麗盈這摹孛方法燕有施工方便、快捷,不影響舊路交通、費用低等顯著優(yōu)點。料圖土王臺成毒耋料在隧路加寬中的應用土工合成材料的種類和功能】土工臺成材料是一種新型的糟土工積材料。它是以合成纖維、塑料以及會殘橡膠淹器睪萼,測戲各秘類型弱產(chǎn)品,蓬予轄瞧幫、表瑟殘冬層余震之間,發(fā)揮其工程效用。土工合成材料的晶種很多,如土工織物、土工薄膜、將爨主工會或耪辯程復合王合成拳孝瓣蟄。這些產(chǎn)鑫鼴瀵是各耱工程懿要戇性能,可以制成锫種符合實用目的的產(chǎn)晶,具有質(zhì)量輕、施工簡便、運輸方便、浚格低廉、刳源豐塞笛優(yōu)點,必巖工程掇供了一藿孛寮瑟的較為臻想鰉材料,并由此帶來一種實施簡便和經(jīng)濟脊效的技術(shù)途徑。已廣澎應用于水利、水運、水睦、公鼴、鐵路、海港、建筑、采礦及軍工等工程的器個領域。戴漢理工大學碩士學位論文土工合成材料輿有多方面的功能,總的來說,土工含成材料的功能可歸納為六類,即過濾功能、排水功能、隔離功能、加篾功能、防護功能和防滲功畿。必須指出,上述土工會成材料的六個功能并不是絕對獨立的,一般種土工合成考考科往往兼有數(shù)釋功能,但通常在實際工程應粥時,雙菜種功能為主要作用,麗其他功能也相應地不同程度地在起作用。例如在舊鼯加寬霹殳造中,在熱寬部分路蠛和軟魄墓之閽藏置主工舍藏材辯,瓤兩對其有“黼籟”、“隔離”、“排水”等作用,其中“加筋”作用是主要的,其他作用則次之。隨麓工合成奉辯瀚發(fā)震,它所兼有靜璃麓將會越來越多。土工臺成材料在公路工程中的適用范圍土工臺成材料是一種新型工程加固材料,自問世以來,因其優(yōu)良的力學性嬡、良好麴撬變形能力,冠囂重昊有迅速挺裹地蘩承載力,防止地基不均勻沉降和控制地基沉降量發(fā)展等優(yōu)點。而廣泛應用于路基路面加固,軟土地基處瓚與邊坡防護等公路工纛。下瑟就其奩公路中的適用藏圍作一越要分紹邋路改造加寬中的應用在舊路加寬改造工程中,新老路基的銜接處常因處理不好露蹬現(xiàn)縱囪不均勻沉降,罨致躊蕊縱向裂縫,加鑣土工合成材料就可避免出現(xiàn)上述缺陷。土王合成材料加筋土擋壤土工會成材料與土缽充分接觸產(chǎn)生最大的加筋效應,旌工速度快,采用土工格柵修筑的籀墻側(cè)黼變形小,使整個加簏擋墻更加穩(wěn)定。程路面工程的成羽在豢性路謠的碎石基層或碎石底基層中,使用土工合成材料可以增強基艨或底基層的整體強度另外,士工臺成材料應用于翻路面罩面,防治路面反射裂縫,延緩反射裂縫的發(fā)燮和發(fā)展,應用予路面結(jié)構(gòu)中,增強路蕊結(jié)構(gòu)強度,減少車轍。軟遣甍處理軟基箍疆不僅限于泥酒及軟熊基,箕他凡璁簇承載力、沉降不能滿足構(gòu)造物要求的雜填土軟弱地熬均可采用土工合成材料加固。其試點胃迅速挺禱遣基承載力,翔倏施工進度?？爻鞭@基夔羧鶼沉降量發(fā)展,縮短工期,使公路及早投入使用。武漢理大學碩二學位論文土工合成材料加筋路堤的試驗和機理分析土工合成材料加筋土的試驗【,平面應變剪切試驗糯寬黯堤屬予平西巍變閩戇,在土工合成樹辯秀籍筋路堤主的實際閆題中,為了研究實際工程中土體的變形規(guī)律和加筋的效果,應該進行平面應變剪鐲試驗。通過聚用純砂和中間加有一胺有土工織物的加筋砂,取試樣左右兩側(cè)各贏豹東早幫垂蠢位移分鯛按左右取平均氌,贅竊試驗縮萊確予表。加筋砂與鰱砂佼穆比較波墨晶位移方向縫砂縫移糖蘸砂澆鑲魄筐麴簸秒水平位移,垂巍位移洼魄建為搦翁砂與蟪砂靛位移比從表可以看出,加筋砂的水平餓移比純砂的要小,其減小比例見上表,同對國于對橫向變形的隈制,垂直馥移氌寄掰減少,并且減少酌玩鍘漣變形的增加黼愈加明媼。熱筋的鬻規(guī)三聾由剪切試驗黃先蹋三軸試驗磷究工合成毒季糕搬簸強發(fā)特性蛇是羰典鮑,他將織物放在圓柱形士樣的不同部位,進行試驗對比,發(fā)現(xiàn)當織物在匿柱土攙蛇上下兩端耐,抗夔強度與沒有織物時基本一樣,只有豢織物放在土樣中部時,抗剪強度才有明顯的增加。遮說明加筋材科必須放讖在土的撞伸變形區(qū)域才起作用。圖是采朋國產(chǎn)露紡土工織物和平潭標凇砂進行三軸試驗的結(jié)聚,表是三種試樣的橫囪疲變,和軸向應變占。的關系。武漢理工大學碩士學位論文反純砂。,一層綴褥。二二層織物為譬垮籬圖,關系曲線當純砂試樣的主威力差仉一叱達到峰德時,為,比較一層和二層織物搬篾時試樣在達到相同最時鮑生應力蓑,分別提高了和。當較小時,三條曲線拘初始切線模薰蒸本相等,這時土工織物的加筋作用不很明顯,只有當產(chǎn)生較大應變毛時,才發(fā)揮加筋作用。熬理純砂三軸試驗的抗剪強度參數(shù)為,衙一層織物加筋砂的。,。當純砂達到峰值強度后開始下降時應變較純現(xiàn)象,船荔試樣的總體強度仍在繼續(xù)增大,加筋土有更好的承受大變形的能力。獻表霹班看掇,隨麓毛熬增大,與縫砂試櫸相魄,含綏鐫試樣的減小,只有在較大變形時才能產(chǎn)生織物對橫向變形的限制作用,并鼠這武漢理大學碩士學位論文種限制作用隨層數(shù)增加而增加。霹戳蠲摩爾潷侖強震理論黲器上述麴荔抗剪強發(fā)提裹豹暴毽,在匿中,鵠元體在氓和盯,作用下產(chǎn)生橫向變形,當處于破壞的臨界狀態(tài)時,盛力圜瓠,口,與強發(fā)鈺終線褪切。當澄啦方囪蠢鼴有織物時,織物對橫向變形的限制作用相當于給單元體個應力增量吼,應力嘲,吧。沒湊達到破壞狀態(tài)。在氣。乍用下,破塔鞋可承受更大豹,曩。一拶。大于盯一吧。玩瓦亭亭圖砂和加筋土的破壞應力圓土置合成材料加筋土機理分析疑顫上燕筋靜試驗翱分掰霹湊褥鬻下面一些結(jié)論當加筋土受到荷載作用時,土與加筋材料之間發(fā)生相對位移,并在爨覆土產(chǎn)嶷贅痊力,獲麓在熱菸幸考精串產(chǎn)生箍瘦力,逮對燕蕊主俸豹橫囪交形起到限制作用,相當平增加了橫向主應力,如果不變,則剪應力識一藏奪,竣挺騫了翻麓熬蕕懿強度。起抗拉作用的加筋材料不僅限制橫向變形,同時能起別一種張力膜戇季挈愛,藏多鏹巍交形,隧叛騖甥繁戇產(chǎn)生,麩兩捷惑翔嫠戇承載戇力。為了使加筋材料產(chǎn)生拽應力,必須將其布置在土體的拉伸變形區(qū)域,勞最好港藿圭控盔交窮寇,鰓累憋裝摩登農(nóng)瀣潺動方患,幽于爨瓣瘴擦角一般小于土的內(nèi)摩擦角,反而降低了土體的強度。鴦玨荔效爨取決予蕊戇撈糙拉力發(fā)揮的大小,因嬈,只蠢當趣簸缽武漢理工大學碩士學位論文產(chǎn)生較大變形時,才能超作用,這鞭制了加筋土在相對剛性結(jié)構(gòu)物中的成用此外,也對加筋材料提出袋求,即加筋材料應具有高的搬伸模量鄹粗糙的表面,或者在使用時給以預拽力,便盡早遮到較大成交,謝發(fā)揮較高的拉力。土工龠成材料在加寬路基結(jié)構(gòu)中的作帶機理土工合成材料用在舊路加寬工程當中,主要是利用其加筋功能,利用土互臺成耪辯豹離強度、耘羧等力學慈愛,在凝老路撬接黲套除楚設萋工合成材料,可有效加強新舊路基間的聯(lián)結(jié),減少不均勻沉降和側(cè)向位移。工臺戲掛凝弱熱霆飆理存在予工會殘耱瓣與教栩強耱瓣鶼轅互攙用中。其一土工合成材料的表面與被加固材料產(chǎn)生摩擦其二土工合成撼趲秘結(jié)點產(chǎn)生被動按照終瘸。詫終,對主工攝攆等網(wǎng)狀毒孝鸛藤害,蠢予網(wǎng)孔的存在,網(wǎng)格上層的填料與下層的填料可以相氨作用,對加固材料產(chǎn)生鎖定饞愿。因此工會成杏辛辯與被加固材料具有較強的摩擦性和一體性,菇抗拔畿力明顯高于其他加筋構(gòu)件,在半剛性基層中作為抗拙構(gòu)件,類似鋼筋混凝中的受拉鋼兢,傳遞撾應力積分布基朦中的威力,約窳基層的側(cè)向餓移。由于土工合成材料的上述作用機理,在舊路加寬改造中,使用土工合成毒孝料會產(chǎn)生以下的加固效成限制了軟土地基的側(cè)向變形由于織物和土體間存在麟擦力,這種摩擦作用將改變體系的應力場郛戧移場,麗限制地基的側(cè)向變形是其直接效果之。側(cè)向變形減少的幅度是髓著路堤高度而增大的。這是由于路堤填高后,織物的變形增加,其加筋作用越加明恩的緣故。減少地基的沉降和不均勻沉降對于加筋能否減少遣鏊沉降量,目前工程界尚有不同霸法。種觀點認為加筋墊層不但能提高地基承載力,而且能減少地基沉簿麓另一種觀點粥認為舾筋墊艨髖顯著提高穗基承載力,但對減少沉降量是憑效的。本文通過大量的有限元分析對比后發(fā)現(xiàn),對予不溺形狀的路疆和遺漣主層,加筋籍都能僮疆軸線簸豹沉降量減少,不均勻沉降定義為堤軸處與堤趾處沉睥凝之差則減少更多。對于這一結(jié)采,霹作翻下解釋邃基豹蕙沉辯量是番不捧承沉降萋工后新老路基出現(xiàn)差異沉降,路旗失去穩(wěn)定,表現(xiàn)為路堤內(nèi)破裂面癸瓣主癸下沉襄瀅移,將黯囂拉裂逵或級囪囂袋。所以,舊路加寬最大的技術(shù)難題是解決加寬廂新舊路基的不均勻沉降問題,要瓣決這個弱題,在送行鼴蒸簇寬縫秘方寨浚詩避程孛,準確遮、會理士虹分析地基沉降和路基穩(wěn)定性無疑是非常重要的。進行沉降分析時必須準確掌握熱寬路基熬努戇簸終援辮霪及固縫度,勞驗簍莢剩余滋黲量是秀潢足工后沉降量的要求。為掇高路撼的穩(wěn)定性,可采取一鬣的措施增大新修路基及避基戇強度翔使用加翁堤,提毫其撬剪切變形敕熊力,減小額修鼴基與鍛路基之間的強度差異。這兩個方面解決得好,可以延長改建后道路的使用年限,鰓塊褥不好或不太好,保芷不了原有路基秘加寬部分的整體性,那么新加寬部分的路基就會闕下沉或滑移,在結(jié)合處形成裂縫,甚至造成道路的破壞,影響改建厝道路的正常使用。武漢理工丈學琰匕學位論文,奇孓而而奇而蠢卜圖公路加寬改造斷面地基沉降示意圖土工合成材料加筋加寬路堤結(jié)構(gòu)的理論分析與計算土工合成材料減少新舊路基不均勻沉降的機理分析在軟士地基上進行舊路加寬改造,由于新翻路基下的軟土地基固縮程度不麓,導數(shù)麴寬藤叛黲基下軟楚基數(shù)淀降量燹夫弱瓣,毅路基本賽霾結(jié)尚未完成,竣工麟,在自重作用下還會繼續(xù)產(chǎn)生圃結(jié)沉降這媲都會露致新窶路基闋產(chǎn)生較大戇不均勻流降。一般的,地基的總沉降是由瞬時沉降量曲,固結(jié)沉降。為土層的平均附加應力,瓦為土層的變形模廈,為土層厚度。在舊路加寬過程中采用土工合成樹料以減少新舊路基的沉降和不均勻武漢理工大學碩士學位論文沉降,原因主要有馘下幾個方面撼商加筋土體的變形模爨。士工會成材料在外力作用下會形成嘲曲面如圖,凹曲躐上的癍力。大于酗曲面下的應力,即。一,將加筋士體看作是一個復合體四,根據(jù)等效變形原則,有露。警硎拈囂瓦式中五上毒搴靜炎形摸豢。則土工合成材料的鋪設增加了復合土體的當綴變形模量礦。德土工舍殘耪辯器囂鞋下俸戇瓣熱應力減,、。懿塑,麴簸蓐,一,即土工合成材料土體的附加應力由,減少為,靜按痤力終耀使霧瓣夔下俸夔登淘痤力壤小。由固結(jié)沉降的計算式可知,土體變肜模量的增加和騷向應力的減小必然會導致霜縐浞降豢。瓣減少,穗跨會減棗瑟修憝堤部分戇憨滋降量,從而減少新舊路基之間的沉降差。伍卿一圖工會成棗奉瓣變形承意圖地基的瞬時沉降鬣為主國終流降,采瘸傳統(tǒng)麓磐鼷慧幫法謗簍一。島喈熱/圈加寬路基結(jié)構(gòu)計算圖示加寬后新路基的總沉降。為新路基下軟土地基的沉降島和新路蒸本身在囊重佟髑下產(chǎn)生的淀黲是之秘。即霹凌示為島。其中下藤霆點討論部分的沉降島的計算,部分為加筋瞎況,可根據(jù)文獻的思路計算。設加筋部分下款土地基的計算深度為,軟土層的平均變形模量為武漢理工大學碩士學位論文墨,則部分的沉降為驢擊蚴玉式中盯為加筋后軟土層深度處的附加應力,出解】可得畎爭志硝。菩”穗式棧入式,積分囂褥墨稼堿芻塒魏半,魃,一魴圖中一假設土工合成材料變形居的彤狀為二次拋甥線,可褥出以下關系式塒占丟孵面,陌一一群慧其中為主工舍戲毒手辯靜控率式,中占、皆為甍靜舔數(shù),式進一步得出控力丁與應變,可根據(jù)其拉伸試驗一關系曲線和一翡爨數(shù)關系,筇。一嗣一言陌礬交筵,聯(lián)立,秘茂馨可求篷秘簸幫分熬沉降。藪鞋鼴基苓均勻沉辮詩冀新舊路繁總沉降麓根據(jù)上述公式計算得出新目路基的最終沉降量。分剃失,嘴,則額疆路基惑的不均勻沉降為一新舊路基工后不均勻沉降根據(jù)上述方法計算褥出新路基的最終、垅降量分別為,。,再由豳結(jié)系數(shù)推算出凝日路蜓施工期闋的固結(jié)度武漢理工大學碩士學位論文分別為,。則路基加寬后,新路基的工后沉降值為新路基的最終沉降量竣去曩路蒸已完減麴沆黲鬟約差壤,再蘩鞋束競或豹國結(jié)度。鼙躊基熱寬囂整個路基的工后沉降計算公式為囂一/諺實例分耩本節(jié)以闌道加寬改造工程為背景,通建其體的工程實例計算,利胄上述提出的計算方法對舊路加寬改建后新舊路基的沉降進行計辮,并對結(jié)果遘行磁較,來送一步潷秘主工合成材瓣在艏路鞠寬工穰中掰起豹俸靂。工稷壤況國道二級公路改建工程尹山頭圖段全長,路頗寬,路萋寬,而原有公路等級低,老路路獬僅寬,路基彼不等,一般路堤填土高為。,耩頭引邀及新沂河南北大堤引道為高路堤地段,填離予,全線有以上楚予軟穩(wěn)基二,沿線遺蕊條件極其復雜,地表廣泛覆盞有第四系全新統(tǒng)濱海相松軟土層,表朦為的粘硬殼層,其下為靜淤漉質(zhì)糖土層,淤泥下麓鼯主、駐糖艨等。其中軟土淤泥層物理力學性質(zhì)指標差,熱天然含水量最大達到,天然毪藤跑最大達到,天然容燕最小逸,趣,鏹幫流鍪,其蠢垂縮性大、透水性差、強度低等特點。計算斷面選取裰據(jù)國邋改建工程麓沒詩資褥褥沿線靜避矮傍況,選取其串懿低路堤路段,路堤填土高度的斷面作為計群斷面。詩算辯將摸鬃進行秘下籬鬟楚理由于路簇下為淤泥質(zhì)粘土淤泥層,熊厚度大約為,計算時將冀麓毒乏為瑟路堤土認為