填石高填方超寬土基的沉降變形特性及計(jì)算研究
本文選題:高填方 + 超寬土基; 參考:《長沙理工大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:近年來伴著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐加快,為滿足日益激增的交通運(yùn)輸需求,山區(qū)超寬高速公路和機(jī)場跑道的修建越來越多。由于山區(qū)地形起伏大、高差大,高填方工程不可避免。山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,且高填方工程具有土石方量大、大面積施工的特點(diǎn),導(dǎo)致高填方土基施工難度加大,變形特性及穩(wěn)定控制與一般工程不同。充分的認(rèn)識和把握高填方土基的變形及穩(wěn)定特性,對于保證高填方超寬土基工程的質(zhì)量、安全、工期的合理安排等甚為重要。目前針對土基填筑體自身沉降的計(jì)算及超寬土基的沉降計(jì)算尚無成熟的方法,特別是還沒有簡單適用的工程算法。對超寬土基沉降變形特性的研究也是目前有待解決的問題。首先,論文在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,總結(jié)分析國內(nèi)外高填方土基的研究現(xiàn)狀,結(jié)介紹了高填方土基的施工特點(diǎn),總結(jié)了高填方土基的沉降計(jì)算方法。其次,通過對河池機(jī)場現(xiàn)場填料進(jìn)行室內(nèi)篩分實(shí)驗(yàn),確定現(xiàn)場填料的級配。對比分析了超徑料常用的縮尺處理方法之后,決定采用梯形分布相似法對填料進(jìn)行縮尺處理;之后通過做粗粒土的大型三軸剪切試驗(yàn)獲得填料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C(粘結(jié)力和咬合力)、φ(內(nèi)摩擦角)。然后,在已有研究的基礎(chǔ)上,分析研究超寬土基變形不同于一般土基的原因;根據(jù)剪應(yīng)力系數(shù)(剪應(yīng)力與路堤荷載的比值)沿水平向的變化規(guī)律,獲得了基于地基剪應(yīng)力的超寬土基判定方法;建立了地基表面沉降計(jì)算方法,并將高填方土基填筑體的自身壓縮變形與之疊加,得出高填方超寬土基頂面的沉降量。通過室內(nèi)試驗(yàn)獲得河池機(jī)場工況的基本參數(shù)并結(jié)合工況資料,利用有限元軟件系統(tǒng)的分析寬度、高度、地基土模量、邊坡坡度等因素對高填方超寬土基沉降變形的影響,得到超寬土基由“彎沉盆形”漸變到“馬鞍形”的臨界寬高比為3-5。最后基于現(xiàn)場實(shí)測資料對高填方土基的工后沉降進(jìn)行了參數(shù)模型回歸預(yù)測,發(fā)現(xiàn)指數(shù)(ExcDep2)模型能較準(zhǔn)確地反映高填方土基工后沉降變形規(guī)律。
[Abstract]:In recent years, with the implementation of the western development strategy, the pace of economic development in western China has been accelerated. In order to meet the increasing demand for transportation, more and more ultra-wide highways and airport runways have been built in mountainous areas. Because the mountain terrain undulates greatly, the height difference is big, the high fill project is inevitable. The geological structural conditions in mountainous area are complex, and the high fill engineering is characterized by large amount of earthwork and large area construction, which makes it more difficult to construct high fill soil foundation, and the deformation characteristics and stability control are different from those of general engineering. It is very important to fully understand and grasp the deformation and stability characteristics of high fill soil foundation in order to ensure the quality, safety and reasonable arrangement of construction period. At present, there is no mature method to calculate the settlement of the soil filling body and the settlement of the ultra-wide soil foundation, especially there is no simple and applicable engineering algorithm. The study of settlement deformation characteristics of ultra-wide soil foundation is also a problem to be solved at present. Firstly, on the basis of literature review, this paper summarizes and analyzes the current research situation of high fill soil foundation at home and abroad, introduces the construction characteristics of high fill soil foundation, and summarizes the settlement calculation method of high fill earth foundation. Secondly, the gradation of the field fillers is determined by the indoor screening experiment of the field fillers in Hechi Airport. After comparing and analyzing the commonly used scaling treatment methods of super diameter material, it is decided to adopt trapezoidal distribution similarity method to scale the packing. After that, the shear strength index C (adhesive force and bite force), 蠁 (internal friction angle) of fillers were obtained by the large-scale triaxial shear test of coarse grained soil. Then, on the basis of existing research, the reason why the deformation of ultra-wide soil foundation is different from that of ordinary soil foundation is analyzed, according to the variation law of shear stress coefficient (the ratio of shear stress to embankment load) along the horizontal direction, Based on the shear stress of the foundation, the method of determining the ultra-wide soil foundation is obtained, and the calculation method of the ground surface settlement is established, and the self-compression deformation of the high fill soil foundation is superimposed with it, and the settlement of the top surface of the super-wide soil foundation of the high fill is obtained. The basic parameters of Hechi airport operating conditions were obtained through laboratory tests, and the influence of the finite element software system, such as width, height, modulus of foundation soil, slope gradient, on settlement and deformation of super-wide soil foundation of high fill, was obtained by using finite element software system. It is obtained that the critical aspect ratio of ultra wide soil foundation is 3-5 from "sinking-basin shape" to "saddle shape". Finally, based on the field measured data, the parameter model regression prediction of post-construction settlement of high fill soil foundation is carried out, and it is found that the exponential Exc Dep2) model can accurately reflect the law of post-construction settlement deformation of high fill soil foundation.
【學(xué)位授予單位】:長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:U416.1
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,本文編號:1922908
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