公路軟基側(cè)向變形規(guī)律及本構(gòu)模型研究.pdf

1、軟基在外部荷載作用下，常常會發(fā)生較大的側(cè)向變形。軟土地基側(cè)向變形會對路基上部土體產(chǎn)生拖拽力，帶動上部土體向兩側(cè)位移，產(chǎn)生裂縫，引發(fā)諸如橋臺變形、道路開裂、路基失穩(wěn)等工程問題。目前國內(nèi)外對軟土側(cè)向變形的研究比較缺乏，在這一領(lǐng)域的理論和相關(guān)技術(shù)研究還沒有深入系統(tǒng)研究，許多關(guān)鍵性的問題尚需通過深入的研究和相應(yīng)的實(shí)踐后才能得到解決。本文針對目前國內(nèi)外側(cè)向變形研究存在的問題，分析了中山大學(xué)地球科學(xué)系側(cè)向變形科研項目的室內(nèi)試驗和野外監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行了

2、軟基側(cè)向變形的相關(guān)研究和探討。 本文研究內(nèi)容主要包括：分析軟土側(cè)向變形的控制因素，探討軟土側(cè)向變形的時空分布規(guī)律；分析軟土側(cè)向變形的彈性和蠕變特征，建立考慮路堤加載方式的軟土側(cè)向變形本構(gòu)模型；分析軟土與測斜管的相互力學(xué)作用，建立測斜管的力學(xué)變形模型；探討測斜管測量軟土側(cè)向變形的新方法。 通過對室內(nèi)實(shí)驗和野外監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，得出結(jié)果表明：荷載越大，加載時間越長，軟土側(cè)向變形量越大；軟土層厚度越大，軟土側(cè)向變形越明顯；加載總

3、強(qiáng)度相同，每次加載強(qiáng)度也相同時，加載速率越快，軟土側(cè)向變形量越大；排水條件下軟土側(cè)向變形明顯小于其在不排水條件下的側(cè)向變形；硬殼層和土工布均能減少軟土側(cè)向變形；均質(zhì)軟土層的側(cè)向變形在深度剖面上的分布規(guī)律并不隨加載強(qiáng)度、排水條件、時間和加載速率的改變而改變；軟土最大側(cè)向變形在軟土層0.35～0.45倍深度取得。建立了考慮加載方式的軟土側(cè)向變形彈性模型；改進(jìn)了修正的考馬拉-黃模型，考慮軟土加載方式和加載時間的影響，建立了軟土側(cè)向變形蠕變模型

4、；結(jié)合軟土側(cè)向變形的彈性模型和蠕變模型，建立了軟土側(cè)向變形本構(gòu)模型；利用軟土側(cè)向變形本構(gòu)模型對廣珠高速2個監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析，結(jié)果顯示軟土側(cè)向變形量約占路基土總變形量的14％～17％左右。根據(jù)彈性理論建立了不同地質(zhì)條件下軟土層中測斜管變形力學(xué)模型；利用測斜管的變形撓度制定了判斷軟土是否繞過測斜管的標(biāo)準(zhǔn)；在此基礎(chǔ)上提出了當(dāng)測斜管變形達(dá)到臨界變形時，再重新插入新測斜管進(jìn)行觀測的新原位測試方法。 通過對軟土側(cè)向變形進(jìn)行研究，既可