公路在建設(shè)運營過程中不可避免的都會遇到水,在水的作用下,公路路基經(jīng)常會發(fā)生許多使用病害,嚴(yán)重影響到了公路的正常使用,并且由于我國膨脹土分布的區(qū)域廣泛,膨脹土對水敏感性更強(qiáng),膨脹土這種不良的地基土對水的處理更是要重點研究,論文從利用土工合成材料進(jìn)行路堤的增強(qiáng)防水路堤模型試驗研究,檢驗了土工格柵和復(fù)合土工膜在公路路堤中的運用效果。論文針對公路路堤（尤其是膨脹土路堤）水穩(wěn)定性問題,提出設(shè)置復(fù)合土工膜及土工格柵層相結(jié)合的防水增強(qiáng)路堤新結(jié)構(gòu),并開展相關(guān)室內(nèi)模型試驗及數(shù)值模擬研究工作,具體結(jié)果如下:（1）對膨脹土和紅黏土進(jìn)行了土工試驗,得到了土體的天然密度、含水率、比重、液塑限、最佳含水率、粘聚力、內(nèi)摩擦角等基本物理參數(shù),為之后進(jìn)行的數(shù)值分析提供一些必要的參數(shù)。（2）在路堤模型試驗中,隨著路堤高度的增加,水平位移的變化會越小,豎直沉降會越大,當(dāng)處于同一高度上時,越靠近路堤坡面的水平位移會越大,豎直沉降越小,并且膨脹土路堤模型的變形沉降要明顯大于紅黏土路堤模型,地下水對于路堤變形沉降的影響要大于降雨的影響。（3）在路堤模型試驗中,當(dāng)只單獨的使用土工格柵進(jìn)行加筋增強(qiáng)時,路堤的側(cè)向水平變形會有比較明顯的... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文技術(shù)路線圖

第二章土工合成材料的作用9第二章土工合成材料的作用2.1概述隨著經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展，土工合成材料被當(dāng)作加筋材料運用于土木工程的各個方面，它具有加筋、防滲、隔離、防護(hù)、排水、過濾等作用。土工合成材料作為加筋材料加入土體中，使得土體的強(qiáng)度、變形都較未加入土工合成材料的土體有較大的改善，這種在土體中加入土工合成材料等加筋材料，從而改善土體的強(qiáng)度與力學(xué)性能的土工加固技術(shù)稱為土工加筋技術(shù)，形成的結(jié)構(gòu)稱為加筋土結(jié)構(gòu)。常見的加筋土結(jié)構(gòu)有加筋土擋墻、加筋土邊坡、加筋土地基、加筋土路堤等。加筋土路堤是最近幾十年才發(fā)展起來的一種新型的加筋土結(jié)構(gòu)，它是在路堤內(nèi)部合適的部位加入具有抗拉能力的筋材，利用土工合成材料和土體的摩擦起到約束的作用，使得路堤形成一個穩(wěn)定的整體，在行車荷載等復(fù)雜的作用下能不發(fā)生較大的沉降變形，提高了路堤的穩(wěn)定性。2.2土工合成材料的種類及作用土工合成材料發(fā)展迅速，種類繁多，為了工程上的使用和統(tǒng)一土工合成材料的名稱，我國于1998年制定了《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98），土工合成材料在規(guī)范中按功能和生產(chǎn)方法可以分為四種，分別是土工織物、土工膜、復(fù)合土工合成材料以及特種土工合成材料，具體如下圖2-1。圖2-1土工合成材料種類因為土工合成材料在工程建設(shè)中起著多方面的作用，因此被廣泛的運用于水

第二章土工合成材料的作用13力時，土體會發(fā)生側(cè)向變形。如果在土體內(nèi)部加入筋材，加筋材料和土體之間相互作用產(chǎn)生的摩阻力，相當(dāng)于給土施加了一個和側(cè)壓力相反的力，抵消了部分甚至于全部側(cè)壓力，從而約束了土體的側(cè)向變形，提高土體的強(qiáng)度。土體強(qiáng)度的提高，可以通過砂土加筋的例子來進(jìn)行闡述，通過莫爾—庫倫破壞理論來進(jìn)行分析理解，如圖2-3。當(dāng)未加筋的砂土在1和3的作用下達(dá)到極限平衡狀態(tài)，如圖2-3中的莫爾應(yīng)力圓1所示；當(dāng)對砂土進(jìn)行加筋后，之前在1和3的作用下就能達(dá)到極限平衡狀態(tài)不復(fù)存在了，如果還是保持一樣的1不變，土體的受力狀態(tài)就變成了彈性平衡狀態(tài)，如圖2-3中的莫爾應(yīng)力圓2，這種變化說明了在加入筋材后，土體整體的強(qiáng)度得到了提高。如果施加在加筋土的3保持不變，想要使加筋后的土體達(dá)到新的極限平衡狀態(tài)，就必須要讓1增大至1，如圖2-3中的莫爾應(yīng)力圓3。根據(jù)庫倫—摩爾破壞準(zhǔn)則，假定未加筋土和加筋土的內(nèi)摩擦角保持不變，那么在新的極限平衡狀態(tài)下數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式就變成了式（2-2）[38][39][40][41]：1=3tan2(450+2)+2tan（450+2）（2-2）式中：1----加筋土樣破壞時的最大主應(yīng)力；3----最小主應(yīng)力；φ----未加筋砂的內(nèi)摩擦角；----加筋砂土的“準(zhǔn)粘聚力”。上式和未加筋的砂土的極限平衡狀態(tài)對比可以得到，加筋砂土的承載力提高的原因在于加筋砂土比未加筋砂土多了“粘聚力”。這個粘聚力是改善了砂土力學(xué)性能的原因，它并不是砂土本身具有的，而是在加筋后由加筋材料和土體共同作用產(chǎn)生的，稱之為準(zhǔn)粘聚力，它反映的是土體和加筋材料復(fù)合后的特性。1-極限平衡狀態(tài)2-彈性平衡狀態(tài)3-新的極限平衡狀態(tài)圖2-3加筋砂土于未加筋砂土的莫爾應(yīng)力圓分析圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高填方膨脹土作用下剛?cè)釓?fù)合樁基擋墻結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬[J]. 鄭俊杰,呂思祺,曹文昭,景丹.  巖土力學(xué). 2019(01)
[2]有荷干濕循環(huán)條件下不同膨脹土抗剪強(qiáng)度基本特性[J]. 楊和平,唐咸遠(yuǎn),王興正,肖杰,倪嘯.  巖土力學(xué). 2018(07)
[3]土工合成材料在公路工程中的應(yīng)用[J]. 劉雄偉.  交通世界. 2016(19)
[4]水對高速公路路基影響的探討[J]. 王燕.  山西建筑. 2009(30)
[5]膨脹土填筑公路路堤的物理處治技術(shù)[J]. 楊和平,章高峰,鄭健龍,趙鵬程,賀迎喜.  巖土工程學(xué)報. 2009(04)
[6]基于平面應(yīng)變試驗的非飽和膨脹土強(qiáng)度分析[J]. 安駿勇,蔣剛,王釗.  巖土力學(xué). 2007(12)
[7]基于強(qiáng)度分區(qū)的膨脹土路堤穩(wěn)定性及土工格柵處治效果分析[J]. 胡明鑒,孔令偉,郭愛國,劉觀仕.  巖土力學(xué). 2007(09)
[8]級配碎石材料強(qiáng)度及塑性變形特性[J]. 王龍,解曉光,馮德成.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(06)
[9]膨脹土邊坡長期強(qiáng)度變形特性和穩(wěn)定性研究[J]. 陳生水,鄭澄鋒,王國利.  巖土工程學(xué)報. 2007(06)
[10]非飽和土的水分特征曲線的分形模型[J]. 徐永福,董平.  巖土力學(xué). 2002(04)

博士論文
[1]膨脹土邊坡淺層失穩(wěn)機(jī)理及土工格柵加固處理研究[D]. 丁金華.浙江大學(xué) 2014
[2]膨脹土公路工程特性及災(zāi)害防治技術(shù)研究[D]. 安駿勇.中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所） 2007
[3]膨脹土工程特性與處治技術(shù)研究[D]. 陳善雄.華中科技大學(xué) 2006
[4]黃土地區(qū)高填方加筋土路堤變形與穩(wěn)定性研究[D]. 謝婉麗.西北大學(xué) 2004

碩士論文
[1]紅土的濕化效應(yīng)及路堤變形試驗研究[D]. 時雨.南昌大學(xué) 2017
[2]土工格柵加筋土直剪摩擦試驗研究[D]. 鄒玉娜.青島理工大學(xué) 2012
[3]加筋膨脹土特性及邊坡干濕循環(huán)試驗研究[D]. 周健.南京工業(yè)大學(xué) 2012
[4]降雨對邊坡穩(wěn)定性的模型試驗及數(shù)值模擬研究[D]. 孫永帥.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[5]土工合成材料在公路防排水中的應(yīng)用研究[D]. 杜超.重慶交通大學(xué) 2010
[6]土工合成材料滲透性能評價指標(biāo)及測試方法研究[D]. 于雙雙.天津大學(xué) 2009
[7]水南路膨脹土路基處理[D]. 羅巖楓.湖南大學(xué) 2009
[8]土工合成材料的加筋應(yīng)用研究[D]. 田蓉.長安大學(xué) 2006
[9]土工合成材料在高填方路堤中的加筋應(yīng)用研究[D]. 何歡.北京工業(yè)大學(xué) 2005
[10]公路土工合成材料防排水性能研究[D]. 王微.東北林業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3502651