楔形柔性搭板大比尺模型试验研究

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1、学位论文楔形柔性搭板大比尺模型试验研究李新伟申请学位级别亟±学科名称羞圭墨翟论文提交日期2QQ§。Q5论文答辩日期2QQ5。Q丘。12二00五年五月摘要土工格室楔形柔性搭板是一种处治“桥头跳车”的新技术。本文应用MARC有限元分析软件，基于开发的地基沉降模拟、脱空区材料模型用户子程序，对楔形柔性搭板大比尺模型试验进行了数值仿真分析，对模型试验结果进行了初步预测，并根据结果拟定了测试仪器的埋设断面及其间距，确定了主、辅测断面。首次利用大比尺模型试验平台，结合给出的地基沉降控制曲线，对砂砾填料下土工格室楔形柔性搭板处治两种不同桥台类型(重力式、肋板式)之路桥

2、过渡段的大比尺模型试验结果进行了对比研究，对两种桥台类型中土工格室楔形柔性搭板的作用性状及对地基沉降的适应性进行了分析，论文研究成果为该技术的进一步应用打下了坚实基础。关键词；土工格室楔形柔性搭板桥头跳车地基沉降大比尺模型试验AbstractGeocellWedged-shapedFle】【iMeSlabisanewtechnologytotreatbridgebump。BasedontheFEMsoftware--—-·-MARCandthroughfoundationsettlementsimulationandlooseareamaterialsu

3、broutines，thenumericalsimulationstolarge—scaletestsweredoneinthispaper,andtheresultsofactualmodeltestwerepredicted。Accordingtotheresultsofsimulatio璐，themainandsubsidiarysectionsweredeterrninated，thenimplantationSeCtionsanddistancesbetweenmeasuringinstrumentswerelisted．Byusingofon

4、thelarge-scaletestfiatandgivingthecontrolofgroundsubsidencecuIVes．theresultsoflarge．sealetestsoftwodifferentabutments(gravitytypeandcrossbracetype)，whichweretreatedwimGeocellwedged-shapedflexibleslab，wereanalyzed．TheadaptabilitytogroundsubsidenceandactivepropertyofGeocellWedged-s

5、hapedFlexibleSlabWell,?,achieved．Keywords-"Geocell，Wedged—shapedHexibleSlab，bridgebump，groundsubsidence，large-scaletestsII第一章绪论1．1国内外研究现状1．概述当车辆以一定的速度行驶在公路桥台或其它构造物等与路基相接触的地方时，如果在此处产生有感颠簸，给司机和乘客带来不适甚至是猛然跳动的感觉，这种现象称为“桥头跳车”。目前，不管在何种等级、使用年限有多长的道路上，桥头跳车问题都普遍存在。但是由于高等级公路的行车速度较高，桥梁等构造物又

6、比较多，因此高等级公路的桥头跳车问题就更为突出。桥头跳车现象是公路中常见的病害之一，也是多年来困扰公路行业的一大难题。其症结在于：桥头引道路基上的路面和决定桥面高程的桥台两者在各自沉降后所形成的高程差；桥头眺车现象主要由桥台与其后填土路堤的沉降不均匀弓起。特别在台背附近局部区域，由于压路机无法碾压到位，致使该区域填土压实度难以满足要求，容易在运营过程中出现局部下陷，导致路面底部脱空，以致路面结构破坏，并出现跳车现象。路桥过渡段不均匀沉降的类型见图卜1、卜2、卜3e图1-1桥台纵坡变化圈1—2垂直错台围1—3凹陷高速公路的迅速发展，对车辆“快速、安全、舒适

7、”的要求愈来愈高，然而桥头跳车的存在严重影响了公路的使用性能；①迫使车辆在桥头处减速行驶，影响公路的使用性能和运输效益的发挥；②在桥梁入口处突然隆起的桥面可能引发安全问题，造成桥面损伤；③车辆在跳动时会使车轮损失部分牵引力，当桥面结冰时，跳动还可能使车体失控、滑移并引发意外事故：④使司乘人员感到颠簸，舒适度下降；⑤因颠簸的冲击而损伤车辆自身的悬挂系统；⑥对桥头路面大量的维修养护不仅花费了大量的人力、物力和财力，而且也产生了不良的社会影响。美国现有的大约25％桥梁(约150000座构筑物)受到桥头跳车的影响，每年为此花费的维修费用预计1亿美元以上。同样，我

8、国建成的高速公路已经近3万公里，桥头跳车现象也十分严重，其维修治理耗资巨大。以2