【摘 要】
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随着我国山区基础设施建设的不断发展,高填方工程日益增多,其沉降直接关系到公路、铁路、机场及管线等基础设施的正常使用。然而由于高填方工程的原地基地形地质条件复杂、填料性质差异较为明显且填土厚度变化幅度较大,导致填方体及其地基除在施工阶段发生较大的变形外,在竣工后还会在自重应力的作用下产生固结变形及蠕变变形,所以其沉降具有显著的时间效应。鉴于此,本文选用了能反映土体蠕变的时间相关性的粘弹性模型,并通过
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随着我国山区基础设施建设的不断发展,高填方工程日益增多,其沉降直接关系到公路、铁路、机场及管线等基础设施的正常使用。然而由于高填方工程的原地基地形地质条件复杂、填料性质差异较为明显且填土厚度变化幅度较大,导致填方体及其地基除在施工阶段发生较大的变形外,在竣工后还会在自重应力的作用下产生固结变形及蠕变变形,所以其沉降具有显著的时间效应。鉴于此,本文选用了能反映土体蠕变的时间相关性的粘弹性模型,并通过理论推导得出了能考虑时间效应且能反映高填方路基的分层填筑过程的沉降计算公式,具体的研究内容与成果如下:(1)首先推导得出了鲍依丁-汤普逊体的本构方程,并由本构方程得到了鲍依丁-汤普逊体的蠕变方程,然后利用Boltamann叠加原理将鲍依丁-汤普逊体的蠕变应变写为了单位应力与其蠕变柔量的乘积的形式,并且由于粘弹性模型的蠕变柔量为定值,所以利用遗传积分将每个单位应力作用下粘弹性模型的应变累加起来,得到了加载期鲍依丁-汤普逊体的蠕变总应变。最后由总应变求出了位移,得到了施工期高填方路基一维蠕变沉降的计算表达式。(2)得出了鲍依丁-汤普逊体在加载期结束且经过任意时间后的蠕变总应变,并由总应变求出了位移,由此得到了工后高填方路基一维蠕变沉降的计算表达式。最后结合施工期及工后的沉降计算公式得到了沉降计算理论中三个粘弹性参数EH、cR及rT的表达式。(3)在高填方路基中布置单点沉降计,得到了施工期及工后路基中各土层的沉降观测数据,随后针对本文所提出的一维蠕变沉降计算方法,进行了完整详细的例题计算,并将理论计算沉降曲线与实测沉降曲线进行了对比后发现曲线的吻合度较高,表明该沉降计算方法可以较准确的预测高填方路基的沉降。(4)在现场实测的基础上,结合FLAC3D软件建立高填方路基的三维数值模型,并模拟了路基的分层填筑过程,得到了分层填筑后路基的沉降,随后通过开启FLAC3D的蠕变分析功能得到了工后路基各土层的蠕变沉降。最后将路基施工期的沉降曲线及工后的蠕变沉降曲线与实测沉降曲线及理论计算沉降曲线进行了对比,发现三者的曲线趋势大致相同,间接地证明了本文中所提出的沉降计算理论的正确性。
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