基于由侧向变形引起的路基沉降室内试验和计算方法研究

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1、分类号!型曼UDC查2璺学号垒垒3Q垒立至立32密级五由侧向变形引起的路基沉降室内试验和计算方法研究蒋华忠指导教师姓名：奎崮继副班塞旦通瀣太堂蚩±王提珏究韪申请学位级剐：兰堂亟圭专业名称；蚩±王捏论文提交日期：2QQ2生璺且论文答辩t3期：至嫂!生三且学位授予单位：河盘盔堂学位授予日期：2螋Z生璺且答辩委员会主席：扬进熬援论文评阅人：扬洼鼓援．璧监垣L熬攫中国·南京2007年5月专一大州厶碡卜掌={；三～●一向变形引走■●舂％一室■戎●和计算方馥■耄摘要路基沉降计算一直是岩土工程研究的重点方向之

2、一，其准确与否将直接关系到工程的设计、施工和安全。目前，常用的计算方法都是基于土体一维压缩试验和Tezaghi一维固结理论来开展的，只是考虑了法向力作用下的变形。然而，路堤荷载范围是有限的，在土体中将会产生剪应力，土体处于平面应变状态，土体的变形是在二维应力条件下产生的。目前所采用的常规沉降计算方法，都忽略了剪应力引起的剪切变形以及由剪切变形所引起的沉降。一般文献上把荷载引起的瞬间变形作为剪切交形，该类方法是基于弹性理论土体体积相等的条件推导的，是瞬时发生的，和本文所指出的剪切变形有本质的区别。

3、本文首先通过大量的室内试验对软土地基侧向变形机理进行了研究，同时研究了侧向变形的各影响因素。在总结前人研究的基础上提出了一种可以考虑侧向变形的沉降计算方法。具体研究方法和成果介绍如下：1)提出了软土路基侧向变形的研究意义，并且对国内、外文献中有关路基侧向变形和沉降内容的资料进行了总结。重点论证了侧向变形对沉降的影响贯穿于沉降的整个过程以及剪应力对沉降曲线的影响，有别于传统的认为侧向变形引起的沉降即为瞬时沉降的观点。2)进行了大量的室内三轴不排水、排水蠕变以及平面应变条件下的蠕变试验对侧向变形机理

4、以及侧向变形的影响因素进行了研究。得出了一些有意义的结论：荷载作用下软土的瞬时应变与应力的关系是非线性的；在不排水条件下软土的侧向变形是向外发展的，在排水情况下侧向变形既有鼓胀过程也有收缩过程；加荷速率对侧向变形的发展影响不明显；软土的侧向变形变化形式与所受到的剪应力水平存在对应关系，在低剪应力水平下路基软土的侧向变形对沉降的影响是不显著，在高剪应力水平下路基软土的侧向变形对沉降的影响不能忽视，剪应力对沉降的影响贯穿于沉降全过程。3)对目前主要的沉降计算方法进行了总结，建立了考虑土体侧向应变的沉

5、降计算方法。提出了两个修正系数对分层总和法进行修正，即体变修正系数地，和侧●一IQi,tttl走lillt鲞记一室●曩．●和竹鼻方ii一克向位移修正系数％，，其中％，按照司开普顿和比伦方法进行计算；砌按照本文建立的计算式求解。由于宽、窄路堤下剪应力分布形式不厨，我们分别推导了这两种条件下耽f的计算式。钔通过粤东地区己建或在建的3条高速公路若干断面的现场观测资料的分析，对最大侧向变形和沉降的关系、侧向变形和时间的关系等进行了研究。得出了粤东地区侧向位移修正值—幻的经验值；最大侧向变形和沉降的关系曲

6、线由3段线段组成；侧向变形和时间的关系曲线和剪应力水平有关；路基的侧向变形曲线和土的泊松比、非线性、路堤的刚度等因素有关，同时由于固结的过程中土体向内运动，而由不排水变形以及排水变形过程中的蠕变是向外运动的，这些都是侧向变形难以预测的重要原因。关键词：剪应力，侧向变形，沉降，三辘孀变试验，平面应变蠕交试验，计算方法，现场资料Ⅱ●一向童形．1走■●舂芘一室囊氐●和计算方硅一tAbstractn壕settlementofroadbedwasalwaysallimportantresourcefult

7、opicintheGeotechnicaiEngineering．Whetherits’calculationwasrightornotWasamatterwhichaffectedthedesign、consttuctionandsafetyoftheproject．Now,thegomlTlonmethodsforcalculationWgTeallbased011one·dimensionalcompressiontestandone-dimensionalconsolidationthe

8、oryinwhichweonlyconsideredthcdeformationunderverticalstress．However,theembankmentloadbelongedtopartialloadandwouldbringshearStI"eSSinthefoundation．SincethesubgradeWasunderplane---straincondition,Sothedeformationofthesoilhappenedintwo-dimension．Butthe