潼宝高速公路改扩建新旧路基差异沉降数值模拟分析

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,高速公路的交通量迅速增长,相当一部分建成使用的高速公路已不能适应交通量迅速增长和社会发展的要求,越来越多的高速公路需要改建和扩建。高速公路的改扩建工程将是我国本世纪初公路建设所面临的重要和急需解决的问题。本文针对高速公路改扩建工程中的关键技术问题,结合潼关至宝鸡高速公路改扩建工程,采用室内外试验、数值模拟和理论分析等方法,对高速公路改扩建工程新旧路基差异变形的诸多因素进行了分析,主要研究内容包括以下几个方面:(1)选取代表性断面,通过地质勘探、室内土工试验,研究了新旧路基下地基工程性状的变化规律。(2)以分层总和法为对比依据,根据有限单元法的计算原理,运用MARC程序求得路基沉降量,并与分层总和法计算的沉降量作对比。(3)建立了有限元分析模型,研究了在新填路堤分级加载过程中新旧路堤相互作用的变形性状及影响因素,分析模拟了不同加宽方式、不同路基加宽宽度、不同路基填筑高度、新填路堤材料参数和旧路台阶边坡削坡和台阶开挖等多个因素对差异沉降的影响规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究及工程应用现状
• 1.2.2 国内研究及工程应用现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 撞宝高速公路改扩建新旧路基评价
• 2.1 工程概况
• 2.2 新旧路基下地基工程性质的勘察
• 2.3 典型路段新旧路基下地基土工程的性质差异分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 改扩建新旧路基差异沉降的有限元分析理论与模型建立
• 3.1 有限元数值模拟分析的基本原理和步骤
• 3.1.1 有限元数值模拟分析的基本原理
• 3.1.2 有限元数值模拟分析的基本步骤
• 3.2 有限元计算软件简介
• 3.3 有限元模型的选取
• 3.3.1 土体本构关系的选择
• 3.3.2 本文所选模型的假定条件
• 3.3.3 交通荷载的静力等效计算
• 3.3.4 模型的几何条件
• 3.3.5 网格划分和边界条件
• 3.3.6 材料的计算参数
• 3.4 实例计算路基沉降
• 3.5 分层总和法计算路基沉降量
• 3.6 MARC有限元法计算路基沉降与传统方法的比较
• 3.7 本章小结
• 第四章 新旧路基差异沉降数值模拟分析
• 4.1 概述
• 4.2 拓宽路基差异沉降特性分析
• 4.2.1 拓宽路基差异沉降
• 4.2.2 沉降曲线变化规律
• 4.3 运用MARC有限元软件对差异沉降影响因素分析
• 4.3.1 不同拓宽方式对差异沉降的影响
• 4.3.2 加宽路堤宽度的影响分析
• 4.3.3 加宽路堤高度的影响分析
• 4.3.4 新填路堤参数对差异沉降的影响
• 4.3.5 旧路堤边坡削坡台阶开挖对差异沉降的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论和建议
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 几点建议
• 参考文献
• 致谢