E782-桩承式路堤加固机理研究 下载积分：150　资料编号： E782

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Word版说明书1份，共99页，约37000字

CAD版本图纸，共5张

摘  要

近年来我国对高速公路、高速铁路的建设不断推进，而在沿海地区铁路公路经常修建在软土地基上，由于软土地基存在诸多缺点，必须经过加固处理才能使用。而桩承式路堤将填土自重以及上部其他荷载通过土拱效应传递到桩，有效的减小了路堤的沉降和变形，在国内外得到了广泛的运用。因此有必要对桩承式路堤展开深入的研究。本文主要从理论计算、室内模型试验以及数值模拟这三个部分研究了桩承式路堤中的土拱效应。

（1）在理论部分，总结了Terzaghi、Helwett & Randolph、英国规范(BS8006, 1995)和 Zeaske & Kempfert等计算桩承式路堤中桩、桩间土应力的方法，得到了桩体荷载分担的表达式，并将土工格栅的挠曲变形近似看作路堤的沉降，通过最小势能原理和薄板理论，结合里茨法求解了路堤的沉降。

（2）在室内模型试验部分，对不同填土高度以及桩间距下的路堤进行试验，观察了路堤填土产生土拱的过程，土拱的破坏面形态特征，破坏角的发展趋势；通过数字图像技术研究了路堤填土的沉降随着桩土相对位移的变化规律，以及等沉面的位置与填土高度、桩间距的关系；观测了路堤顶面的沉降，研究了路堤顶面沉降的形态以及宽度的变化情况；利用埋设在填土内部的土压力盒以及路堤上部的位移计，得到了路堤内部应力转移的规律和路堤表面的沉降。 

（3）在数值模拟部分，利用ABAQUS建立了二维情况下的路堤模型，通过改变路堤高度，桩净间距、桩土相对位移、填土内摩擦角、粘聚力以及弹性模量等参数，研究等沉面高度、应力折减系数随之的变化规律， 结果发现：填土高度、填土内摩擦角和桩土相对位移与等沉面的位置密切相关，填土越高、相对位移越大、内摩擦角越大等沉面越低，而粘聚力和弹性模量对等沉面高度影响比较弱；应力折减系数受到填土高度、桩净间距、填土内摩擦角、桩土相对位移的影响比较大，而粘聚力和弹性模量对其几乎没有影响。

关键词：土拱效应；等沉面；应力折减系数；数值模拟；室内模型试验

目  录

第一部分  桩承式路堤加固机理研究

1 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 2

1.2.1土拱效应的成拱机理 2

1.2.2土拱效应的理论计算 3

1.2.3土拱效应数值模拟 4

1.2.4土拱效应试验 5

1.3本文的主要工作 5

2 土拱效应理论 7

2.1 Terzaghi平面土拱理论 7

2.2 Helwett & Randolph模型 8

2.3英国规范(BS8006, 1995) 12

2.4 Zeaske & Kempfert多壳压力拱理论 12

2.5薄板理论近似求解路堤沉降 14

2.6本章小结 17

3 土拱效应室内模型试验 18

3.1引言 18

3.2试验装置 18

3.3试验设计 19

3.3.1试验方案 19

3.3.2试验方法 20

3.4试验结果及分析 21

3.4.1土拱破坏面形状以及发展过程 21

3.4.2土拱的影响范围 26

3.4.3破坏角 27

3.4.4等沉面 30

3.4.5路堤表面沉降 31

3.4.6 PIV 41

3.4.7填土中竖向应力的变化 44

3.5本章小结 47

4 数值模拟 48

4.1引言 48

4.2 ABAQUS概述 48

4.3建立模型 49

4.4数值模拟结果分析 50

4.4.1应力场云图 50

4.4.2位移场云图 52

4.4.3等沉面 54

4.4.4应力折减系数 58

4.5本章小结 61

5 结论与展望 62

5.1结论 62

5.2展望 62

参考文献 64

第二部分  外文翻译

外文原文 68

原文译文 78

致  谢 86

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