高填石路堤工程特性及其试验研究

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1、湖南大学硕士学位论文高填石路堤工程特性及其试验研究姓名：曾广冼申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：赵明华20070530湖南大学硕士学位论文摘要随着高等级公路建设在西部的迅速发展，填石路堤已成为山区高速公路的主要路堤形式。目前，填石料的振动压实特性和压实机理的研究尚需深入探讨；高填石路堤填方高、自重大，沉降机理复杂，沉降量大，高填石路堤的沉降预测也需进一步的探讨；此外，在工后运营过程中，长期车辆冲击荷载作用，对高填石路堤动力响应的分析也提出了相应的要求。本文在土动力学理论基础上，结合西部课题常张高速公路填石路堤试验段的观测资料，设计并完成了高填石路堤室内模型试验，在此基础上获得了振动

2、压实过程中填石体的内应力变化，振动波在填石体中的分布和传播规律，振动压实遍数与沉降量的关系。结合填石料弹塑性本构关系和波动理论，分析了填石料在振动压实中的压实特性和压实机理，并建立了高填石路堤振动压实过程中系统的动力学模型。本文根据填石料的弹塑性及流变性和运营中的荷载工况，深入分析了高填石路堤的沉降机理和沉降发展规律，基于高填石路堤沉降曲线符合灰色模型的灰指数律特性和Markov原理的后无效性，建立了高填石路堤沉降预测的灰色优化-马尔柯夫复合预测模型，以广西某高填石路堤的沉降实测值与该模型预测值相比较，验证了该预测模型的合理性，并与其他几种常规预测方法相比较验证了其优越性。本文在高填石路堤

3、的动力响应模型试验的基础上，获得了模型路堤的自振频率变化规律、动土压力的分布规律、加速度的变化规律等动力反应性状，分析了模型路堤的动力响应特性，建立了模型路堤动力响应的有限元分析模型，通过对计算值与实测值偏差的分析，验证有限元分析中填石料的本构关系、动力参数选取的合理性，分析试验产生误差的原因。关键词：高填石路堤；振动压实；沉降预测；动力响应；模型试验；有限元分析I高填石路堤振动压实及动力响应AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofhighergradehighwayconstructioninwestofChina,therockfillembankm

4、enthasbecomeamajorformoftheexpresswayinmountainousarea.Currently,thecompactioncharacteristicandcompactionmechanismresearchofrockfillneedtobestudiedthorough;thehighrockfillembankmentwasfillhigh,thedeadweightwasheaviness,thesettlementmechanismwascomplex,thesettlementwasgreat,thesettlementforecastofh

5、ighrockfillembankmentneedtobediscussedfarther;moreover,impactedbythevehiclesallalongafterconstruction,thedynamicrespondanalysisofhighrockfillembankmentalsoneedtobestudiedfarther.Onthebasisofthesoildynamicstheories,thisarticleCombinewiththeobservationdatatheWestItemChang-zhanghighwayrockfillembankm

6、entexperimentsegment,designedandhasdonethehighrockfillembankment’sindoormodelexperiment,wegainedtheinnerpressvarietyoftherockfillontheprocessofvibrationcompactfromtheexperiment,gainedthevibrationwavedistributeanddisseminationregulationintherockfill,gainedtherelationofsettlementandcompactionnumber.

7、Combinedrockfillelastic-plasticconstitutivemodelandwavetheory,weanalysedtherockfillvibrationcompactpropertyandvibrationcompactmechanism,andestablishedthedynamicsmodelofhighrockfillembankmentvibrationcompacted.Acc