山区高速公路路基差异沉降数值分析

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1、施机械＆施工技术ConstrucfionMachinery&ConstructionTechnologyR■■M■■■C●_M■■■山区高速公路路基差异沉降数值分析NumericalAnalysisonDifferentialSettlementofHighwaySubgradeinMoun-tainousRegion赵建伟ZHA0Jian—we西安市公路勘察设计研究院，陕西西安710065Xi’anHighwaySurveyandDesignInstitute，Xi’an710065，Shaanxi，China【摘要】为了确定路基差

2、异沉降规律，结合河北某高速公路具体工程实际，选取路基建设中有代表性的路基断面建立有限元模型．分别对横向半填半挖式、高填方及纵向填挖交界处等三种情况下的沉降状况进行了数值分析。结果表明：路基差异沉降最不利的位置出现在路基边坡处，建议道路建设过程中应重视路基边坡，特别是特殊路基填方处路基边坡的稳定性。【Abstract】Inordertodeterminetherulesofdifferentialsettlementofsubgrade，combinedwithacertainexpre—sswayprojectinHubeiProvi

3、nce，representatiVesubgradeprofilesarepickeduptobuildfiniteelementmodels，andnumericalanalysisofsettlementinthreedifferentsituationsareconductedrespectiVeIV，includinghorizontallyhalf—filled—half—dug，highly—filledandlongitudinalintersection．Theresultsindicatethatthemostdis

4、advantageouspositionofdifferentialsettlementisontheslope．Itissuggestedthatthestabilityofslope，especiallytheonesonfiliedsubgrade，deservesmoreattention【关键词】道路工程；差异沉降；路基；数值分析【Keywords】roadengineering；differentialsettlement；subgrade；numericalanalysis中图分类号：U416．1文献标志码：B文章编号：

5、1000-033X(2010)09-0039-030引言1计算理论与模型随着中国各等级新建公路建设逐步向西部地区及山1．1路基沉降计算理论区转移．路基沉降，特别是特殊路基的差异沉降问题无疑计算路基沉降的方法很多，目前应用广泛的有分层成为当前路基研究的重点。调查国内多条已经运营的山总和法、应力路径法、沉降预估法、有限单元法等。区高等级公路显示，半填半挖和填挖交界等路基断面结相对其他方法，有限单元法可以将路基和路堤作为构处极易产生差异沉降等路基病害，特别是在特殊路基一个整体来分析，将其划分网格，形成离散体结构，在荷断面道路中，差异沉降非常

6、明显l_。路基的差异沉降将载作用下算得任一时刻路基和路堤各点的沉降和应力。直接导致道路整体的结构性破坏。为了防止这种损害，对该方法除了可以采用非线弹性、弹塑性、粘弹一塑性等多路基沉降规律进行系统分析．把握其沉降规律对处理山种描述土体应力一应变关系的模型外．目前已能考虑到区公路特殊路基沉降频发问题尤为重要较为复杂的土体本构关系：并可将路基作为二维或者三本文结合河北某高速公路具体工程实际．选取路基维问题来考虑，反映侧向变形对沉降的影响。它还可以考建设中有代表性的路基断面，利用ANSYS有限元软件进虑应力历史对变形的影Ⅱ向、土与结构物的相互

7、作用、复杂行差异沉降分析，探寻路基差异沉降规律。为研究路基差的边界条件、施工逐级加载和土层的各向异性等[“]。异沉降规律以及设计施工提供科学指导依据。为了提高对所研究路基断面的计算准确度．以正确39施工机械＆施工技术ConstructionMachinery＆ConstructionTechnology反映其沉降规律，本文借助ANSYS有限元软件，采用有限f1)在只考虑填土路基的重力作用时，利用有限元计单元法对典型断面路基顶面沉降值进行计算。算横向半填半挖路基顶面最终沉降最大值为l8．01em，1．2模型简化基本假定工后沉降最大值为7

8、．20cm。本文通过改进弹塑性理论中的Drucker—Prager模型，(21针对本文建立的横向半填半挖路基模型，填方路结合有限单元法的计算]，提出以下假定：按空间问题基对挖方路基边坡处的影响不大，挖方路基顶面沉降值进行