路桥过渡段路堤加筋现场试验和数值模拟分析

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1、第３９卷第９期华中科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．９２０１１年９月Ｊ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐ．２０１１路桥过渡段路堤加筋现场试验和数值模拟分析张军郑俊杰马强董友扣（华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉４３００７４）摘要采用土工格栅加筋处理路堤填土可有效解决路堤填土压缩变形过大的问题，从而减小路桥过渡段桥台与路堤的差异沉降以及缓解桥头跳车的现象．通过现场试验对加筋路堤中格栅上、下表面土压力与格栅变形进行了监测分析．采用有限元方法对比分析路堤在加筋与未加筋２种工况下路桥过渡段路堤变形的差

2、异．结果表明：路堤加筋技术在桥台附近减载作用明显，随着距桥台距离的增加，减载作用逐渐减弱；路堤加筋技术有效减小了桥台与路堤的差异沉降．最后，对桩体弹性模量、桩径、筋材抗拉刚度、路堤填土黏聚力和路堤填土内摩擦角进行了参数分析．关键词加筋路堤；差异沉降；路桥过渡段；试验研究；数值模拟中图分类号ＴＵ４７３．１文献标志码Ａ文章编号１６７１－４５１２（２０１１）０９－００８７－０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｎｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｍｂａｎｋｍｅｎｔａｔｂｒｉｄｇｅａｐｐｒｏａｃｈｅｓＺｈａｎｇＪｕｎＺｈｅ

3、ｎｇＪｕｎｊｉｅＭａＱｉａｎｇＤｏｎｇＹｏｕｋｏｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＧｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｒｅｉｎｆｏｒｃｅｔｈｅｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｆｉｌｌｓｏｔｈａｔｉｔｃａｎｓｏｌｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｘｃｅｓｓｉｖｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｕｓｒｅｄｕｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｂｒｉｄｇｅａｂｕｔｍｅｎｔａ

4、ｎｄｅｍｂａｎｋｍｅｎｔａｎｄａｌｌｅｖｉａｔｅｂｕｍｐａｔｔｈｅａｐｐｒｏａｃｈｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｉｌａｂｏｖｅａｎｄｂｅｌｏｗｔｈｅｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｐｐｒｏａｃｈｕｎｄｅｒｔｗｏｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ（ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌ

5、ｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｌｏａｄ－ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｂｒｉｄｇｅａｂｕｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｍｏｄｅｒａｔｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｂｕｔｍｅｎｔ；ａｎｄｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｒｅｌｉｅｖｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｔｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｐｐｒｏａｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｐａ

6、ｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｉｅｓｏｎｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｐｉｌｅ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ，ｃｏｈｅｓｉｏｎａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｆｉｌｌｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｂｒｉｄｇｅａｐｐｒｏａｃｈ；ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［１－３］路桥过渡段桥台与路堤的差异沉降，使路面的行驶速度和道路

7、通行能力；同时，车辆通过纵坡出现台阶，车辆通过时易发生桥头跳车现路桥过渡段时，产生不利的动荷载，加速了桥台、象，严重影响着行车舒适性和安全性，降低了车辆支座、伸缩缝及路面结构的损坏．收稿日期２０１０－１２－１８．作者简介张军（１９８６－），男，博士研究生；郑俊杰（通信作者），教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｊｊ＠ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．基金项目国家自然科学基金资助项目（５０９７８１１２）；教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（２００９１３４１）；华中科技大学研究生科技创新基金资助项目（ＨＦ－