基于沉降变形动态控制的软基路堤预压优化设计

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1、东南大学硕士学位论文基于沉降变形动态控制的软基路堤预压优化设计姓名：周礼红申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：朱志铎20080122摘要软土路基的工后沉降和路基稳定除与土体性质、排水条件、地基处理方法等因素有关外，还与施工过程中的诸多因素有关，如加荷等级、加荷速率、荷载分布、预压方式及时问等，这些因素均使得道路施工过程中实际发生的沉降和设计计算沉降之间存在差异。因此，在高速公路的不同施工阶段，为保证路基的稳定和安全，需对路基的沉降量进行预测，以优化设计方案，指导工程施工组织·但目前的各种沉降预测方法预测时总

2、是存在一定误差，因此本文通过分析堆载预压和水泥土搅拌桩处理下软土路基沉降机理和影响因素，研究了软土路基的沉降预测方法，编制优化设计程序，提出了合理预压优化设计方案。主要工作如下：(I)根据太沙基有效应力原理分析天然地基堆载预压下软土地基的强度增长机理、沉降变形特性及其沉降影响因素，得出堆载预压下路基的沉降历时曲线为后期陡降型的反“s”型规律。(2)分析软基在水泥土搅拌桩处理下的沉降变形机理、沉降量和沉降影响因素，通过现场资料分析，水泥土搅拌桩处理路基的沉降历时曲线为前期陡降型的反“S一型。(3)对软土地基的沉降变

3、形规律进行了总结。将沉降过程分为发生．发展．稳定．极限四个阶段：从一维固结理论和应力应变关系分析了路基沉降时间曲线呈现典型的反“S”形：考虑与地基土层分布及特性、地基处理方法、施工方法等因素相关的模型参数，建立沉降预测模型，利用Mathematic和Orion软件进行求解，工程实例证明了预测模型的可行性和适用性。(4)考虑加载时间和预压加载高度的预压控制条件，基于实测沉降资料和合理的预测，采用一级模型综合评价预压设计，给出预压优化方案。(5)对沪苏浙高速公路工程实际沉降观测资料进行了整理分析，确定沉降控制标准和卸

4、载控制标准，通过G一型曲线模型对沉降全过程进行预测，根据预压优化设计程序，采用工程实例加以分析验证，论证沉降预测模型的适应性和预压优化设计程序的实用性。关键词：软土路基：固结模型；沉降变形规律；堆载预压：水泥土搅拌桩；“S”型沉降预测模型；优化设计程序；动态控制AbstractInadditiontothesoilproperties，drainageconditionsandgroundtreatmentmethods，manyotherfactorsintheprocessofconstruction,suc

5、hasloadinglevels,loading眦，10addistribution，pre-pressurema彻erandtiming,clecidethepost-constructionsettlementandstabilityofsubgrade．Thesefactorsinducethedifierencebetweenthedesignsettlementandthesettlementintheactualprocessofroadconstruction．Therefore,itisneces

6、sat3'topredictthesubgradesettleraentandoptimizethedesignforguidingtheconstructionorganizationsinordertoguaranteethestabilityandsecurityofroadbedinthedifierentlli曲wayconstructionphase．TheTeisalwaysacertainerrorinvarioussettlernentpredictionmethodsforecasLn忙set

7、tlementpradictiollmethodsandtheoptimizationdesignprocessandareasonablesurchargingoptimizationdesignatestudiedbyanalyzingsoRsubgradesettlementmo：蜥smandtheaffectingfactorsiothesoftgroundwiththetreatmentofpre-loadingandcementmixingpile．Mainactivitiesincludethefo

8、llowings：(1)AccordingtoTerzaghieffecitvestresstheory,themechanismofstrengthgrowthandthesettlementcharacteristicandsettlementinfluencingfactorsofpre-loadingpressureinthesoftsubgradeareanal