高填方路堤病害调查与模型试验研究

论文摘要

我国大部分面积是山区和丘陵，高填方路堤是最常见的路基构筑型式之一。为了明确高填方路堤修筑技术中的关键问题，本文以高填方路堤变形破坏形态和路堤设计状况为主题，以高填方路堤出现的主要病害为基础，通过对重庆渝邻高速公路、山西太旧高速公路、贵州贵新高速公路、四川成雅高速公路、四川成南高速公路的调查，对高填方路基设计施工中存在的问题进行了总结，分析高填方路堤其沉降模式和失稳诱因。在高填方路基破坏规律和失稳诱因分析的基础上，本文设计并进行了全填路基、斜坡路堤两种类型不同含水量和压密实度的二维地质力学模型试验及底摩擦试验。试验证明，路基填土的压实度对路基沉降有很大影响，全填路基的工后沉降与施工期沉降之比随路基高度的增加而降低，对一般稳定在10%左右的研究结论为路基超高预留提供了依据。最后，本文通过高填方路基沉降变形离心模型试验，研究了高填土路堤不同干密度、含水量、粒径含量配比条件下的垂直位移和水平位移变形规律，为高填方路堤沉降的预测及超填量的确定提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状、水平及发展趋势
• 1.3 研究方法和技术路线
• 第二章 典型高填方路堤调查与分析
• 2.1 高填方路堤典型调查
• 2.1.1 重庆——邻水高速公路
• 2.1.2 太原——旧关高速公路
• 2.1.2.1 施工工艺与施工控制方法
• 2.1.2.2 路基、路面病害
• 2.1.3 贵阳——新寨高速公路
• 2.1.4 成都——雅安高速公路
• 2.1.5 成都——南充高速公路
• 2.2 高路堤主要类型
• 2.3 高填方路堤主要破坏形态
• 2.3.1 路基裂缝
• 2.3.2 路基整体下沉
• 2.3.3 路基边坡失稳
• 2.4 高填方路堤设计现状及存在问题
• 2.4.1 填料及其压实
• 2.4.2 填挖交界的处理
• 2.4.3 高填方路堤排水系统设计
• 2.4.4 稳定性及沉降变形计算方法
• 2.5 小结
• 第三章 高填方路堤沉降变形模式及成因机制分析
• 3.1 高填方路堤沉降变形模式
• 3.1.1 填料压实度不足
• 3.1.2 地基中存在软弱土层
• 3.1.3 路基刚度差异显著
• 3.1.4 地基承载力不足
• 3.1.5 填料成份不均
• 3.2 高填方路堤失稳变形诱因
• 3.2.1 工程地质与地形
• 3.2.2 水文与气候
• 3.2.3 路基填料自身原因
• 3.2.4 施工方面的原因
• 3.2.5 路基防护工程不同步和防护工程不完善
• 3.2.6 设计不合理
• 3.3 小结
• 第四章 高填方路堤稳定与沉降变形特性的物理模拟研究
• 4.1 高填方路堤稳定与变形特性底摩擦试验研究
• 4.1.1 底摩擦试验方法的原理
• 4.1.2 试验设备简介
• 4.1.3 模型材料
• 4.1.4 试验分析
• 4.1.5 试验过程及现象
• 4.1.5.1 全填路基
• 4.1.5.2 陡斜坡路堤
• 4.1.5.3 半填半挖路基
• 4.1.6 底摩擦模型试验小结
• 4.2 二维地质力学模型试验设计与实施
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 试料制作
• 4.2.4 数据监测
• 4.2.5 试验过程
• 4.3 试验结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 高填方路堤沉降变形离心模型试验研究
• 5.1 离心模型试验基本原理概述
• 5.1.1 离心力场的特性
• 5.1.2 模型在离心力场中的运动状态
• 5.1.3 模型的受力状态分析
• 5.1.4 离心模型试验的比尺关系
• 5.2 高填方路堤离心模型试验内容
• 5.2.1 试验目的
• 5.2.2 试验设备及功能说明
• 5.2.3 试验基本资料及说明
• 5.2.4 试验基本步骤
• 5.3 不同干密度、含水量条件下的模型试验
• 5.3.1 1#模型
• 5.3.2 2#模型
• 5.3.3 3#模型
• 5.3.4 4#模型
• 5.3.5 5#模型
• 5.4 不同颗粒粒径配比下的模型试验
• 5.4.1 6#模型
• 5.4.2 7#模型
• 5.4.3 8#模型
• 5.5 试验结果分析
• 5.5.1 不同干密度、含水量条件下的试验结果分析
• 5.5.2 不同颗粒粒径配比下的试验结果分析
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果