文档介绍：西南交通大学
博士学位论文
公路路基动强度设计方法及其在全风化花岗岩路基中的应用研
究
姓名:李志勇
申请学位级别:博士
专业:岩土工程
指导教师:胡厚田;谢强
20050601
要摘西南交通大学博士研究生学位论文第路基路面结构在运营中主要承受交通车辆的作用,它的实际工作状态与现行的静态力学计算体系有较大的差距。汽车荷载是移动荷载,特别是重载汽车在路面不平顺处对路基路面结构产生较大的动载作用。在这种重复荷载作用下,路基表现出疲劳特性,并会产生不可恢复的残余塑性变形,这种残余塑性变形主要由路基填料动强度与实际受到的动应力水平所决定。因此,研究动态荷载作用下路基路面结构的动力特性和路基动强度设计理论是公路交通技术的重要发展方向,具有重要的理论研究价值和工程实际意义。近年来,不少道路工程中使用全风化花岗岩作为路基填料,但目前对全风化花岗岩许多路用性质的研究尚少,更未见全风化花岗岩动强度方面的报道。本文结合交通部优秀青年专业技术人才专项经费项目“全风化花岗岩路基动态特性及稳定性研究”课题己牛,在这方面开展了深入系统的研究。采用理论分析、有限元数值计算、室内外试验及模型试验、实体依托工程建设与观测等方法,系统研究这种路基的动态特性和稳定性,ü夷谑匝橄低逞芯苛巳ǚ缁ǜ谘壹捌渌辔榷ㄍ恋墓こ绦质和化学成分,得到其工程性质及击实和压实规律。建立了全风化花岗岩胍核芟蕖⒀故刀取⒑恐涞南喙毓叵担状翁岢鍪褂靡核芟藓全风化花岗岩的分类作为路基填料适用范围的主要判别指标。全风化花岗岩的物理力学特性和化学成分,褂枚崾匝檠芯咳ǚ缁ǜ谘业亩ρ匦匀缍慷取⒍模量及其随应力水平和荷载重复次数的变化规律。状瓮ü榇蟊壤P褪匝椋芯苛寺坊αΑ⒈湫嗡娼煌ǘ荷载大小及重复加载的变化规律。得到了全风化花岗岩、全风化花岗岩水泥稳定土、全风化花岗岩土工格室加筋路基和路面结构的动应力应变、累积变形随加载次数的变化规律。治鲎芙崃斯谕馄岛稍啬P停岢隽似嫡穸赡P汀正弦模型和集中力的移动半圆汽车荷载模型,用接触单元方法分析模拟车一路面耦合振动,使得汽车荷载计算模型更加合理。捎肏斫⒘似刀稍亍⒙坊访娼峁沟鸟詈显硕方程,建立路基路面平面和三维有限元耦合力学分析模型,系统研究了路提出路基动强度设计方法与静动态指标。主要内容如下:
西南交通大学博士研究生学位论文基路面结构动态响应,分析了路基路面结构动应力应变分布规律,以及应力应变随行车速度、路基强度等因素影响的变化规律,得到了路基路面应力应变变化的时程曲线,为路基动强度设计提供了依据。岢隽斯仿坊慷壬杓评砺鄯椒ǎ⑹状斡τ糜谌ǚ缁ǜ岩路基设计和实体工程建设中,确定了全风化花岗岩路基动强度设计指标,从动强度角度评价了全风化花岗岩及其水泥稳定土作为高速公路路基填料的可行性和适用范围,确定路基质量控制标准及施工工艺。通过试验路基实体工程施工及跟踪观测处理效果,验证了动强度设计理论。应力应变进行了分析,从理论上分析了引起路面开裂的原因。根据影响公路使用品质的因素,确定了控制路基应变破坏标准的两个主要方面:一是路基本身的破坏,另一是路基应变发展到一定阶段引起路面开始破坏。ü冉稀豆仿坊杓乒娣丁匪G蟮腃和弹性模量值与路基动强度设计指标,两者所要求的一致。在路基动强度设计时,路基填料的路用工程性质不但与涤泄兀沂芏慷瓤刂疲ν笔孤坊亩ü砺垩芯亢拖殖〕两凳挡庾柿系姆治觯钊胩教至巳ǚ缁ǜ岩路基的沉降规律,提出了后期沉降预测公式。从理论和试验方面论证了全风化花岗岩作为路基填料的可靠性,提出了全风化花岗岩路基设计与旌工指南,并成功地应用于临长高速公路全风化花岗岩路基修筑,保证了公路建设质量,产生了显著的经济价值和社会、环境效益。关键词:路基路面;汽车动荷载;动应力应变;全风化花岗岩;动强度;设计方法;设计参数第页诼坊慷壬杓品矫妫褂糜邢拊<际醵远嘀止た鱿侣坊访强度满足要求。
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C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椋学位敝储答名::协纺日期:勿缉律鵽日西南交通大学学位论文版权使用授权书曲南父逋大罕日期:妒赆茉氯缛2槐C躣,适用本授权书。本学位论文作者完全完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于
西南交通大学学位论文创新性声明基实体工程施工及跟踪观测处理效果,验证了动强