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1、四川建筑科学研究第33卷第4期138SichuanBuildingScience2007年8月旧路拓宽不均匀沉降特性分析121富海鹰,蒋鑫,邱延峻(11西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;21同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海200092)摘要:旧路拓宽易出现不均匀沉降问题而影响上承路面结构的使用性能。运用平面弹塑性有限单元法,探讨了旧路拓宽后在自重作用下的变形特性,并就新拓宽路基的宽度、高度及新旧路基土模量比等进行了参数敏感性分析,分析了不同拓宽方式对路基变形和稳定的影响,获得了旧路拓宽不均匀沉降的一些特性,提出了旧路拓宽设计施工时的一些建议。关键词
2、:道路工程;旧路拓宽;不均匀沉降;有限元法中图分类号:TU478文献标识码:A文章编号:1008-1933(2007)04-0138-04Studyonthedifferentialsettlementofwidenedroad121FUHaiying,JIANGXin,QIUYanjun(1.SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;2.KeyLaboratoryofRoad&TrafficEngineeringoftheMinistryofEducation,Tong
3、jiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Pavementperformanceinwidenedroadshasbeenagreatconcernforhighwayengineersinroad2widening2relateddesignandconstructionprojects.Planeelasto2plasticfiniteelementmethod(FEM)wasusedtodiscussthedeformationbehaviorunderselfweight.Thenon2uniformsettlementb
4、ehaviorofnewly2builtandexistingsubgradeswasinvestigatedindetails.Furthermoresomedesign2constructioncommentswereprovidedbasedonresultsofnumericalsimulation.Keywords:highwayengineering;widenedroad;differentialsettlement;FEM0前言旧路拓宽后易产生不均匀沉降而对路面结构产生不利力学影响。国内关于路基拓宽的理论研究还处于起步阶段,对于路基拓宽后新老路基不均匀沉降的
5、理论研究、新老路基地段合理路面结构形式的选择、新老路基地段路面病害的主导类型判识和适应的工程处治对策的研究等还未有成熟的理论,因此,严重制约路基拓宽后路面工程的建设质量和建[1]成后的长期使用性能。关于旧路改造过程中的新老路基结合部位不均匀沉降问题的研究,在我国[124]图1因新老路基不均匀沉降而引起的路面结构的损坏近年来已引起交通部门和科研院所的广泛重视。Fig.1Pavementdamageduetodifferentialsettlement图1给出了因新老路基不均匀沉降而引起的路面结构损坏的典型实例照片。宽,双侧对称或不对称拓宽)对路基顶面沉降的影本文作者主要运用平
6、面弹塑性有限元方法,探响,获得了旧路拓宽不均匀沉降的一些特性。讨新旧路基在自重作用下的沉降特性,观察新拓宽1计算模型、参数及假定路基的尺寸(宽度及高度)、模量、拓宽方式(单侧拓计算分析作如下假定:收稿日期:2006202224(1)按平面应变问题考虑。作者简介:富海鹰(1971-),女,羌族,四川茂县人,副教授,在读博士研究生,主要从事岩土工程方面的教学与科研工作。(2)边界条件:地基底面两个方向均约束,地基E-mail:hyfu@home.swjtu.edu.cn宽度外侧水平向约束。2007No14富海鹰,等:旧路拓宽不均匀沉降特性分析139(3)老路基作用下的地基固结变
7、形和老路基自2标准断面分析身的固结变形均已完成。(4)地基和路堤中的初始应力场由地基土和老选取拓宽路基宽度b为4m,拓宽路基高度h路基土的自重形成。为6m,新路基土模量为40MPa,单侧拓宽为标准分(5)新老路基、面层、基层、底基层等结合面处析断面,图3,4给出了变形后网格的整体及局部示置较好,接触状态为完全连续。意。图5,6给出了主应力的分布情况。图2为计算模型示意,其中b为拓宽路基宽度;h为拓宽路基高度。计算时假定所有工况条件下老路基顶面宽度不改变,均为5m;新、老路基边坡坡比保持1∶115不变化,路面结构(厚
