土工合成材料在旧路加宽工程中的应用与计算（可编辑）

土工合成材料在旧路加宽工程中的应用与计算摘要近些年来,随着国民经济持续高速发展,高等级公路的建设正以前所未有的发展速度向前推进,同时世纪年代全国各地修建的高等级公路的交通量先后达到饱和状态,需要加宽改造。此外,在国家公路网中,有许多二、三级公路也需要改造,同样也涉及到路基的加宽加高等问题。在公路拓宽改造工程中,如何保证新旧路基,特别是软土地基上的新旧路基不发生过大的差异沉降,以减轻或避免路面因此而发生变形、丌裂,是迫切需要解决的问题。要解决上述问题,最可行、最经济的办法就是采取合理的路基结构,加强新旧路基间的横向联系,使两者整体结合性加强。软土地基上公路的加宽处理,可以采用土工合成材料如土工布、土工格栅等,一方面靠土工合成材料的抗拉强度增加加宽部分和旧路基之间结构联系,使两者具有足够的整体性,另一方面可以减少软基的沉降,并可明显减少新旧路基的不均匀沉降。本论文将利用土力学的相关理论,针对软土地基上旧路加宽后,在新旧路基间所出现的不均匀沉降和新旧路基整体结合强度不够而引起的路面变形、开裂等现象,从软土地基沉降和路基稳定性入手,系统分析了土工合成材料在加宽路基结构中的作用机理,并初步提出了加宽道路加筋路堤沉降计算的整套方法。另外,本文还以工程实例为背景,拟定软土地基上旧路加宽比较合理的路基结构,并运用大型有限元分析软件进行有限元分析,就软土地基上旧路加宽结构在不同的情况主要指不同的路基高度、不同软土层厚度、不同的加筋层数等下,对土工合成材料减少新旧路基不均匀沉降的效果进行分析计算,讨论了软土地基上加宽路堤在不同情况下的变形特征和沉降规律,并在上述基础上,提出不同情况下较合理的路基加宽方案。关键词土工合成材料,旧路加宽,软士地基,有限元分析,也,减少耨霸貉基问酌不均匀沉降量加强新旧路基的熬体结含强度,使新旧路基结会为一个整体哺。路基臻】是路黼静萋编,并承受出路萄传递下来的各种葡裁,蠢戴,路溅汉理工大学硕士学位论文基的坚实和稳定是保证路面强度与稳定蚀的重要条件之一。充分认识路基的重要作用,是公路建设的治本之道。融路改建工程对路基施工的技术要求高,是因为旧路改建都必须进行加宽和加高及舀路琢排永系统的处瑷。任何不当的路基加宽结构方案和她理措施都难以在今后的养护巾改正,因此程日路加宽改建工程中,处理鲟新西路基静不均匀沉降和薪碍路基闽的整体结合强度是熬个改建工程质擞好坏的关键。秘蓊,我国公赭部门尚缺乏成熬静、统一静路基瓣宽结构设诗方法,在交通部颁布的公路养护技术规范中,虽然列入了有关路旗加宽设计豹条款,毯哭是镑靖新滔路萋交绥部分酌连接褥出了一蹙吴体豹谖诗葵求和施工要点,并未就旧路加宽时酱遍存在的不均匀沉降对路基整体结构的疆环乍瑁掇赉程应豹设诗方案。豫在戮海,见警瘊鸯的器鼹翻宽籍褥在开放交通段时间后出现了不同程度的纵向裂缝,在国外也存在着大缀的类经蕊象。虽然在理行豹爨基热宽结构浚计当审采取了一些鏊潞鸯羹宽楚瑾措施,例如新旧路堤结合都位开挖台阶处理、新旧路堤使用土工合成材料鸯霜爨楚瑾、薪路疆下软缝基楚溪。毽这些方法太多襞手经验狳段,耱鬟是采用土工合成材料加固新旧路錾的方法,目前关于这方面的研究还比较少,没毫彩藏宠善瓣理论,实瑁撬筵氇不够丰塞,套必螫翔强穗关致理论磺究。器路翔宽改逮互程不强于簸耨建辨,必须骞提艨鑫冬热强技术蘩藏才能保证质量。只有认识到它的特殊性,才能在旧路加宽工程的设计和施工当中减少总投入,提亵投滚羧益。研究课题的提出随着国民经济持续高速发展,高等级公路的建设正以前所未有的发展速度翔羲捶邀,阂穗世纪年健全国备遣修建戆毫等级公路熬交逶量炎蘑达到饱和状态,如沈大高速公路,广佛商速公路蒋,需簧加宽改造。此外,在阑家公路隧中,毒诲多二、三缀公路墩嚣要改造,网撵也涉及到路基的加宽加高等问题。在公路拓宽改造程中,如何保证新旧潞基,特剐是软土地基上的新臼路基不发生过大的差异沉降,以减轻或避免路颟因此箍发生变形、开裂,是迫切需要解决的问题。攒解决上进问题,最可行、最缀济的办法就是采取合理的路基结构,加强新旧路基闻的横向联系,使两者整体结合性加武汉理大学硕士学位论文强。在鑫漆靛麴突改逡串,必矮鳃决葑毅嚣爨基麴不均匀沉降露导致敬路覆开裂问题,特别是在软土路段,遮个问题更加突出。为了解决好软土地基上羁鼹趣宽工程中程在斡上述淘题,工程炎践中采取了一魑具体搂旌,这些接施可归纳为以下几类对软攮基进行处理加强新旧路基间的结构联系,使两者结合为一个整体,保证新旧路基网步沉爨。软基处理与路撼结构措施相结含。不同的处理方法施用于不间的情况。如何根据工程的具体条件选择经济裔理、简单实埔的处理措施,逐值得进行深入的理论磺究。本课题就楚在这独背景下选定的。,研究课题的目的和意义近年爿乏,随着社会经济的发展,道路交通谗量迅速增长,既有公路、城市遒路等目路加宽改造工程也随麓大量的付诸实旌。特别是在软地基上实行旧路加宽改建,存在以下突出问题新路基下软基沉降量璺大新路基本身固缩尚未完成,竣工后,瓷自重作用下还会继续黢生国缝沉降新旧路基间的联结力弱。上述三个方麟的原因,极易撂致掰旧路基阙产生不楣等的沉降,表现为薪路基”淆”,工程中称为“溜肩膀”,是长期以来无法从根本上解决的问题。本谍题研究的目的,就是想放加强新强鼯蘩横商联系和加强两者酌整体性出发必要时与软士地基处理棚结合,以经济、实用的手段解决上述问题。针对软土速蒸上遽行的蟊路政建工穗中容翳出现酌这些闯禳,寻求在软土地基上藏行旧路改建成采取什么样的路基结构,以达到新旧路基整体结合毪强,差辩沉降小,同辩经济上合理,施工简举易行静秘静为今螽软土遗基上旧路改建工稷的设计、施工提供科举依据。这就是本课题研究的激义。武汉理工大学硕士学位论文国内外研究现状及动态介绍旧路加宽结构概述”】例】【】【】在我国公路交通事业牧展中存在着一个将大爨已有的低等级公路改建成赢等级公路的艰随任务,这种改建中的一项基本内容就是日路的加宽。如国内典型的有沈大商速公路改建、广佛高速公路加宽工程等。这些日路加宽改造对提高既有鏊路等级和改装踌网结毒每具有较高的技术经济价值。在旧路加宽改造工程的方案设计时需进行多方案的比选,同时必须综合分析各方案的地蒸沉降、路基豫定性、路基静载压缩变形、以及路凝土行颦荷载律用塑性累计变形等造贼的路藻表面的不均匀变形,以便采取可靠丽有效的综合处治方巢。在旧路改建中,拓宽衙路基的质量闯遂,穰大程澄上决定精改建搿公路的使用寿命。在加宽道路开放交通后的一段时阃内,新旧路基及其下的软遗基由予灞结程度不溺,会造成耨溜路簇闯产鬃不均匀沉降,新魏宽都分的路基就会因下沉或滑移,在新旧路面结处形成裂缝。甚至造成道路的破舔,影响改建后道路静正常使建。路基加宽可采用双边泔称加宽或单边加宽,采用双边加宽时新麓路基鼢中心线裙重合,这释方法静罐一徒纛蒇莛瀵路攘宽后路覆仍然操撩在经率辆压实的基层上,但钶个最大的缺点是很难保证新老路基土之间的整俸羧秘紧鬻缩合,特囊是辩予离潞堤,蠢豸显黧燕燕又不大,援容荔雩起薅堤的滑坡。采用单边加宽时新老路基的中心线不藿合,这种方法的缺点是一鄂分瑟路蓥落在掰壤土上,它瓣强疫黢班僳囊与疆黪罄稳溺。毽这秘方法拓宽路基的施工比较容易,而且能保证质量。但无论采用何种路基加宽方法,都要绦涯鼗疆鼹基能摄鳋瓣缝会,搜耨爨臻基滋辫翅每。麴缝合不好,路基的新填部分就有可能产嫩下沉绒滑移,导致路面变形戚开裂。莸工稷实践薅富,东淀太褰逮公路改建浆鼯基热宽互裎中,建予淀大路部分路段位于软土地基上,在路堤设计与施工中,发现旧路基下的软土地基邑发生了一定的泼降,部分路段驰工爱滋降甚熏已经竞戏,露凝建路堤豹工盾沉降尚未发生,两者的沉降速率明显不同,遮就意味着通车后短期内新武汉理王大学硕士学位论文老路基要产生不均匀沉降,因此,在工程中重点根据软土地基路基加宽所基瑗豹不均匀淀簿和路甏裂缝等翊题,放控裁软姥蒸汉降入手,耋赢遘行了软土地基和新旧路熬结合部位的处理,提出比较理的路基加宽方案。又如雄进行的广佛高速公路扩建,是国内酋条进行加宽扩建的裹速公鼹,在加宽黠,钵对加宽工程磁到蛉首要难关之一,郄耨嚣鼹基熬不均匀沉降和路熬稳定性问题进行探讨,提出了合理的路基加宽结构方案,如采用粉喷桩处理薮撅竞部分鹣逡基以减小地蕊斡派蹲秘不均匀沉晦,同时还提出了新老路基衔接措施,如在结台部位采用挖台阶的形式加强新旧路蒸的整体结合性和稳定性等。总的说来,随着道路加宽改建工程的逐步实施,很多专家和学者对其进亍了研究,镘到躲成果主噩有以下几个方箍软土地基上路基加宽必须减小新旧路耩的不均匀沉降箍,可采用改变路基下敬性旗的方法,即进褥软域基处理如进行软土地基处理,袋尽可能的布鬣在新修路基下方,以减小新修路基下软土地基的沉降和不均匀沉降软土地藏上路加宽改造中使用土工合成材料,可明驻降低软土地基姻沉降謦新日路基的不均匀沉降新旧路撼结合部位的处理,以加强新潮路基间的结构联系,使两者结合为一个整体,保证新旧路基的同步沉降。但是,前关于这方面韵研究还院较少,没有形成完善的理论,察用措施也不够丰富,搿必要加强相关的理论研究。土工合成材料在公路工程中的应用概况【】近些年来,士工合成材籽崧公路工程的应庵越来越广泛,随着溜路茄宽工程的增多,土工合成材料畿这方面的应用也越来越多。土工合成材料用在丑路加宽工程当中,主要怒稍霜冀加麓功戆,利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能,可分散荷载,增大土体的刚胰模量,改善士体或律为加籁戳及各种复合主工终构。土工合成材料是一种新型的岩土工襁材料,它以人正合成的聚合物,如鳖料、仡缔、合成橡狡等为藤辩,潮残箨耱类登静产赫,置予主体海部、表溅汉理工大学硕士学位论文面或各层士体之间,以发挥加强或保护土体的作用。土工台成材料可分为土王织物、土工膜、特种土工合成材料筹【复合型土工合成材料等类垒,日前已广泛应用予水利、水电、公路、铁路、建筑、海港、采矿、军工等餐个工稷领域”。土工合成材料加固软蒸的应麓原理可潋追溯剁久远荦代,芦苇、木材、稻草、竹子等天然纤维自古以来就在土工中得到应用,在许多古建筑中发挥了热固和稳定士的作用。到缱纪年代,美国首次利用棉织品加网路基土。在第二次世界大战串,英国曾在路蘩上铺敬稍辊翻枫布,激便装擎车通过。在承翮工程上,荷兰曾与海洋进行丁长期的斗争,大量利用柳枝、梢料加圃堤坝,防止冲刷。随着蔫分子纯学工韭静逶速发矮,不辑开发整产合成纤维薪登零季瓣,并将其逐渐应用于岩土工程中。世界上一些国家将念成纤维材料真正应用于岩主程中,楚获毽纪年找束开始豹。缮美国镶罗墨这翔大瑟洋海岸防护工程中,利用聚氯乙烯有纺织物置于土与石块之间,作为海岸防冲刷措藏。经熏年嚣溪察,其状态锯然蠢好。年菸联邦德謦采震合成绥维制成有纺织物砂袋,修筑防波堤。年荷兰采用尼龙有纺织物充砂垫层,跨囊海岸潆秘。年美嚣挂邦公嚣开发统糕法长驽维纛绣毒,激取饯缀纤维无纺布。从此欧洲各国都已纺毒占法生产长纤维觅纺布,并应用于道路、护岸等工程孛。颦工织锈正式应用予基本墓蘩铁道懿建王毽孛。年法国将针刺无纺布应用于道路工程,英国将热粘无纺布应用于道路工程。兹骥熬德匿垮短纾缳剑成魄铮蒯天纺毒爰予渠遂簿遮防护工程。总之,从年代后期汗始至年代期间,肖纺土工织物和无纺土工织物农岩土工程中褥猁了广泛躬应鼷。霉代中期,英国瓣公司,法困的罗纳朗克公司生产的无纺布成功地在土术工程中成用,摊动了土工织物的发展。年代由于纺糙法无绞布的大霪生产,使工织物的疲用有了赣的发展。应翔范围也越来越广泛。工织物在中国岩土工程中的应用娥予世纪颦代末期,与世界先进潮家相比,落后十几年。开始主要是采用聚丙烯编织布,主癸应用于水利工瑕中。年代开始从国外引进了许多璺三产设备酾技术资料,报幼了我国土工缓物的生产与应辩。年铁鼯部门采用美国、英国的无纺织物,首先用于路基垫屡,髌决路基翻浆冒泥阅题。年代中骺期是貔国土蔓织物生产、武汉理工大学硕士学位论文应用发展墩为迅速的阶段,产品的品种、数量、质量方面有很大的发展,其庭瘸的数爨、范爨、按零承平等方瑟发矮也缀捷。进入母年代噬来,壶予土】二织物所具有的功能和特性以及在工程中的实际应用效果,引起全国各行各娩豹极大兴趣。水瞧、铁路、交逶、海港、建绫、冶衾、公黪等部门、秘研单位、大专院校都投入了开发和研究,并在多项工程中以不同的目的应用了工织甥,取褥了显蓉瓣经济效益。缝黄理论研究筑深入,测试技术、设计水平、施工方法的不断提高,土工织物开始在一些大型工程、重点工程中褥以应用,并获褥较好的经济效豢和社会效益。尽管如此,工合成材料应用的理论发展却远远落后于其工程实践,在工握运用中大都是参照类似的工程经验加以仿效,严谨的科学依据尚不多见。丽实际工程中,又不可能又两项工程的实际情况是完全相同的,因而工程设计不是浪费就是过于保守,对工摆的安念程度搬本无法进行较客观的预测。在交通行业现行的公路加筋工程设计和施工规范裰指导实际的设计和施工方丽述有很大的局眼生,必然大大限制了土工合成楗料在土木工程中的应用。因土工合成材料与士之间的相互作用较为复杂,融有文献对它的研究主要来源于工合贼材料与土相蔓作用的研究。近年来,国内进行了应用研究工作,在土建工程中国经显示了广阔的工程皮用前景。采用士工合成材料处理软土地基的路堤修筑技术问题已缀得到许多科技工作者的重视,僵为了士工合藏材料的正确成用,迫切需要掇出合理的设计、计算方法以解决应用中出现的问题。本文的主要工作本玖疆究翡弱标藏怒摄撵较建墓一道蹉麓宽奁凝鑫路蒸瓣瑟爨现毂不均匀沉降差和新旧路綦躯体结合强度不够而弓起的路面变形、开裂等现象,扶较主逮基筑降秘路基稳定性入手,缝会效蟪基羁瓤旧路基缝会部袋整理方集等进行分析研究,擒出比较合理的路基加宽结构方案。主要研究内容如下根据不同的情况,如软土地基的厚度,土层的性质,路堤的商、宽、期瘫、加宽售,竞谗工攒簿提出与之辐对应的较经济、安全的鼹基加宽结构。武汉理工大学硕士学位论文新旧路基下的软土地基鼹否需簧处理以及处理方案,并提出与软土地基处理方索楗适廒的加宽路基结构。计算地基的沉降特别是路基加宽后的差异沉降,以及沉降的发展规律。为此,笔者将作如下的主要工作以工程实例为背景,拟寇软土地基上旧路加宽的路基结构方案,用土力学的相关理论糖出计髯方法,主要分析并计算出工耩竣工后新旧路麓闻的沉降差。激上述计算方法为理论荟础,就不同韵情况主要指路基加宽、加高值原有路基的宽度、高度软士层的厚度、物理力学性质是否对软土遗鍪迸行魅遴鞋及公路铸缀、计翔工期等提獭褶应静路基结构和计算结果。邋过大罄有疆元分橱较棒对教上捷出豹不溺爨基热宽结构进彳亍非线性有限元分析,除与传统分析方法的计算结果进行比较外,还对不同清况下翔软羹瓷萋的浮度,痿魏往瓣,踌璇豹高、宽,燕菇、蕊宽德,允许工期等新旧路基的麓异沉降及沉降规律进行初步探讨,找出其中莱些褒穆,麸瑟使磺究工睾更鸯耩深入窝全嚣。武汉理芏大学硕士学位论文第章土工合成材料在鑫路加宽改造玉程中的应用在旧路加宽改造中,士工合成材料具有广泛的应用前景。使用土工合成毒辛糕图,一方嚣靠主工合成毒孝糕的撬拉强度作用堰搬搬赛部分与曩路基之间的结构联系,使两者具有足够的糕体性。另方面土工合成材料还可以减少软缝基憋沉降,菇可竣鼹降低软地基的不均匀沉降,丽盈这摹孛方法燕有施工方便、快捷,不影响旧路交通、费用低等显著优点。料图土王台成毒耋料在隧路加宽中的应用土工合成材料的种类和功能】土工台成材料是一种新型的糟土工积材料。它是以合成纤维、塑料以及会残橡胶淹器睾萼,测戏各秘类型弱产品,蓬予辖瞧帮、表瑟残冬层余震之间,发挥其工程效用。土工合成材料的晶种很多,如土工织物、土工薄膜、将爨主工会或耪辩程复合王合成拳孝瓣蛰。这些产鑫鼹瀵是各耱工程懿要戆性能,可以制成锫种符合实用目的的产晶,具有质量轻、施工简便、运输方便、浚格低廉、刳源丰塞笛优点,必岩工程掇供了一藿孛寮瑟的较为臻想鳇材料,并由此带来一种实施简便和经济脊效的技术途径。已广澎应用于水利、水运、水睦、公鼹、铁路、海港、建筑、采矿及军工等工程的器个领域。戴汉理工大学硕士学位论文土工合成材料舆有多方面的功能,总的来说,土工含成材料的功能可归纳为六类,即过滤功能、排水功能、隔离功能、加篾功能、防护功能和防渗功畿。必须指出,上述土工会成材料的六个功能并不是绝对独立的,一般种土工合成考考科往往兼有数释功能,但通常在实际工程应粥时,双菜种功能为主要作用,丽其他功能也相应地不同程度地在起作用。例如在旧鼯加宽霹殳造中,在热宽部分路蠛和软魄墓之阍藏置主工舍藏材辩,瓤两对其有“黼籁”、“隔离”、“排水”等作用,其中“加筋”作用是主要的,其他作用则次之。随麓工合成奉辩瀚发震,它所兼有静璃麓将会越来越多。土工台成材料在公路工程中的适用范围土工台成材料是一种新型工程加固材料,自问世以来,因其优良的力学性嫒、良好麴撬变形能力,冠嚣重昊有迅速挺裹地蘩承载力,防止地基不均匀沉降和控制地基沉降量发展等优点。而广泛应用于路基路面加固,软土地基处瓒与边坡防护等公路工纛。下瑟就其奁公路中的适用藏围作一越要分绍邋路改造加宽中的应用在旧路加宽改造工程中,新老路基的衔接处常因处理不好露蹬现纵囱不均匀沉降,罨致踌蕊纵向裂缝,加镳土工合成材料就可避免出现上述缺陷。土王合成材料加筋土挡壤土工会成材料与土钵充分接触产生最大的加筋效应,旌工速度快,采用土工格栅修筑的籀墙侧黼变形小,使整个加簏挡墙更加稳定。程路面工程的成羽在豢性路谣的碎石基层或碎石底基层中,使用土工合成材料可以增强基艨或底基层的整体强度另外,士工台成材料应用于翻路面罩面,防治路面反射裂缝,延缓反射裂缝的发燮和发展,应用予路面结构中,增强路蕊结构强度,减少车辙。软遣甍处理软基箍疆不仅限于泥酒及软熊基,箕他凡璁簇承载力、沉降不能满足构造物要求的杂填土软弱地熬均可采用土工合成材料加固。其试点胃迅速挺祷遣基承载力,翔倏施工进度。控潮辕基夔羧鹣沉降量发展,缩短工期,使公路及早投入使用。武汉理大学硕二学位论文土工合成材料加筋路堤的试验和机理分析土工合成材料加筋土的试验【,平面应变剪切试验糯宽黯堤属予平西巍变闽戆,在土工合成树辩秀籍筋路堤主的实际闫题中,为了研究实际工程中土体的变形规律和加筋的效果,应该进行平面应变剪镯试验。通过聚用纯砂和中间加有一胺有土工织物的加筋砂,取试样左右两侧各赢豹东早帮垂蠢位移分鲷按左右取平均氇,赘窃试验缩莱确予表。加筋砂与鲢砂佼穆比较波墨晶位移方向缝砂缝移糖蘸砂浇镶魄筐麴簸秒水平位移,垂巍位移洼魄建为搦翁砂与蟪砂靛位移比从表可以看出,加筋砂的水平饿移比纯砂的要小,其减小比例见上表,同对国于对横向变形的隈制,垂直馥移氇寄掰减少,并且减少酌玩铡涟变形的增加黼愈加明媪。热筋的鬻规三聋由剪切试验黄先蹋三轴试验磷究工合成毒季糕搬簸强发特性蛇是羰典鲍,他将织物放在圆柱形士样的不同部位,进行试验对比,发现当织物在匿柱土搀蛇上下两端耐,抗夔强度与没有织物时基本一样,只有豢织物放在土样中部时,抗剪强度才有明显的增加。遮说明加筋材科必须放谶在土的撞伸变形区域才起作用。图是采朋国产露纺土工织物和平潭标凇砂进行三轴试验的结聚,表是三种试样的横囱疲变,和轴向应变占。的关系。武汉理工大学硕士学位论文反纯砂。,一层缀褥。二二层织物为譬垮篱图,关系曲线当纯砂试样的主威力差仉一叱达到峰德时,为,比较一层和二层织物搬篾时试样在达到相同最时鲍生应力蓑,分别提高了和。当较小时,三条曲线拘初始切线模薰蒸本相等,这时土工织物的加筋作用不很明显,只有当产生较大应变毛时,才发挥加筋作用。熬理纯砂三轴试验的抗剪强度参数为,衙一层织物加筋砂的。,。当纯砂达到峰值强度后开始下降时应变较纯现象,船荔试样的总体强度仍在继续增大,加筋土有更好的承受大变形的能力。献表霹班看掇,随麓毛熬增大,与缝砂试榉相魄,含绥镌试样的减小,只有在较大变形时才能产生织物对横向变形的限制作用,并鼠这武汉理大学硕士学位论文种限制作用随层数增加而增加。霹戳蠲摩尔滗仑强震理论黪器上述麴荔抗剪强发提裹豹暴毽,在匿中,鹄元体在氓和盯,作用下产生横向变形,当处于破坏的临界状态时,盛力圜瓠,口,与强发钰终线褪切。当澄啦方囱蠢鼹有织物时,织物对横向变形的限制作用相当于给单元体个应力增量吼,应力嘲,吧。没凑达到破坏状态。在气。乍用下,破塔鞋可承受更大豹,曩。一拶。大于盯一吧。玩瓦亭亭图砂和加筋土的破坏应力圆土置合成材料加筋土机理分析疑颤上燕筋静试验翱分掰霹凑褥鬻下面一些结论当加筋土受到荷载作用时,土与加筋材料之间发生相对位移,并在爨覆土产嶷赘痊力,获麓在热菸幸考精串产生箍瘦力,逮对燕蕊主俸豹横囱交形起到限制作用,相当平增加了横向主应力,如果不变,则剪应力识一藏夺,竣挺骞了翻麓熬莸懿强度。起抗拉作用的加筋材料不仅限制横向变形,同时能起别一种张力膜戆季挈爱,藏多镪巍交形,隧叛骛甥繁戆产生,麸两捷惑翔嫠戆承载戆力。为了使加筋材料产生拽应力,必须将其布置在土体的拉伸变形区域,劳最好港藿圭控盔交穷寇,鳃累憋装摩登农瀣潺动方患,幽于爨瓣瘴擦角一般小于土的内摩擦角,反而降低了土体的强度。鸯珏荔效爨取决予蕊戆捞糙拉力发挥的大小,因娆,只蠢当趣簸钵武汉理工大学硕士学位论文产生较大变形时,才能超作用,这鞭制了加筋土在相对刚性结构物中的成用此外,也对加筋材料提出袋求,即加筋材料应具有高的搬伸模量鄹粗糙的表面,或者在使用时给以预拽力,便尽早遮到较大成交,谢发挥较高的拉力。土工龠成材料在加宽路基结构中的作带机理土工合成材料用在旧路加宽工程当中,主要是利用其加筋功能,利用土互台成耪辩豹离强度、耘羧等力学慈爱,在凝老路撬接黪套除楚设萋工合成材料,可有效加强新旧路基间的联结,减少不均匀沉降和侧向位移。工台戏挂凝弱热霆飙理存在予工会残耱瓣与教栩强耱瓣鹣辕互搀用中。其一土工合成材料的表面与被加固材料产生摩擦其二土工合成撼趱秘结点产生被动按照终瘸。诧终,对主工摄撵等网状毒孝鹳藤害,蠢予网孔的存在,网格上层的填料与下层的填料可以相氨作用,对加固材料产生锁定馋愿。因此工会成杏辛辩与被加固材料具有较强的摩擦性和一体性,菇抗拔畿力明显高于其他加筋构件,在半刚性基层中作为抗拙构件,类似钢筋混凝中的受拉钢兢,传递挝应力积分布基朦中的威力,约窳基层的侧向饿移。由于土工合成材料的上述作用机理,在旧路加宽改造中,使用土工合成毒孝料会产生以下的加固效成限制了软土地基的侧向变形由于织物和土体间存在麟擦力,这种摩擦作用将改变体系的应力场郛戗移场,丽限制地基的侧向变形是其直接效果之。侧向变形减少的幅度是髓着路堤高度而增大的。这是由于路堤填高后,织物的变形增加,其加筋作用越加明恩的缘故。减少地基的沉降和不均匀沉降对于加筋能否减少遣鏊沉降量,目前工程界尚有不同霸法。种观点认为加筋垫层不但能提高地基承载力,而且能减少地基沉簿麓另一种观点粥认为舾筋垫艨髋显著提高穗基承载力,但对减少沉降量是凭效的。本文通过大量的有限元分析对比后发现,对予不溺形状的路疆和遗涟主层,加筋籍都能僮疆轴线簸豹沉降量减少,不均匀沉降定义为堤轴处与堤趾处沉睥凝之差则减少更多。对于这一结采,霹作翻下解释邃基豹蕙沉辩量是番不捧承沉降萋工后新老路基出现差异沉降,路旗失去稳定,表现为路堤内破裂面癸瓣主癸下沉襄滢移,将黯嚣拉裂逵或级囱嚣袋。所以,旧路加宽最大的技术难题是解决加宽厢新旧路基的不均匀沉降问题,要瓣决这个弱题,在送行鼹蒸簇宽缝秘方寨浚诗避程孛,准确遮、会理士虹分析地基沉降和路基稳定性无疑是非常重要的。进行沉降分析时必须准确掌握热宽路基熬努戆簸终援辫霪及固缝度,劳验篓荚剩余滋黪量是秀潢足工后沉降量的要求。为掇高路撼的稳定性,可采取一鬣的措施增大新修路基及避基戆强度翔使用加翁堤,提毫其撬剪切变形敕熊力,减小额修鼹基与锻路基之间的强度差异。这两个方面解决得好,可以延长改建后道路的使用年限,鳃块褥不好或不太好,保芷不了原有路基秘加宽部分的整体性,那么新加宽部分的路基就会阙下沉或滑移,在结合处形成裂缝,甚至造成道路的破坏,影响改建厝道路的正常使用。武汉理工丈学琰匕学位论文,奇孓而而奇而蠢卜图公路加宽改造断面地基沉降示意图土工合成材料加筋加宽路堤结构的理论分析与计算土工合成材料减少新旧路基不均匀沉降的机理分析在软士地基上进行旧路加宽改造,由于新翻路基下的软土地基固缩程度不麓,导数麴宽藤叛黪基下软楚基数淀降量燹夫弱瓣,毅路基本赛霾结尚未完成,竣工麟,在自重作用下还会继续产生圃结沉降这媲都会露致新窭路基阕产生较大戆不均匀流降。一般的,地基的总沉降是由瞬时沉降量曲,固结沉降。为土层的平均附加应力,瓦为土层的变形模厦,为土层厚度。在旧路加宽过程中采用土工合成树料以减少新旧路基的沉降和不均匀武汉理工大学硕士学位论文沉降,原因主要有馘下几个方面撼商加筋土体的变形模爨。士工会成材料在外力作用下会形成嘲曲面如图,凹曲躐上的癍力。大于酗曲面下的应力,即。一,将加筋士体看作是一个复合体四,根据等效变形原则,有露。警硎拈嚣瓦式中五上毒搴静炎形摸豢。则土工合成材料的铺设增加了复合土体的当缀变形模量矿。德土工舍残耪辩器嚣鞋下俸戆瓣热应力减,、。懿塑,麴簸蓐,一,即土工合成材料土体的附加应力由,减少为,静按痤力终耀使雾瓣夔下俸夔登淘痤力壤小。由固结沉降的计算式可知,土体变肜模量的增加和骚向应力的减小必然会导致霜绉浞降豢。瓣减少,穗跨会减枣瑟修憝堤部分戆憨滋降量,从而减少新旧路基之间的沉降差。伍卿一图工会成枣奉瓣变形承意图地基的瞬时沉降鬣为主国终流降,采瘸传统麓磐鼷慧帮法谤篓一。岛喈热/圈加宽路基结构计算图示加宽后新路基的总沉降。为新路基下软土地基的沉降岛和新路蒸本身在囊重佟髑下产生的淀黪是之秘。即霹凌示为岛。其中下藤霆点讨论部分的沉降岛的计算,部分为加筋瞎况,可根据文献的思路计算。设加筋部分下款土地基的计算深度为,软土层的平均变形模量为武汉理工大学硕士学位论文墨,则部分的沉降为驴击蚴玉式中盯为加筋后软土层深度处的附加应力,出解】可得畎争志硝。菩”穗式栈入式,积分嚣褥墨稼碱刍埘魏半,魃,一鲂图中一假设土工合成材料变形居的彤状为二次抛甥线,可褥出以下关系式埘占丢孵面,陌一一群慧其中为主工舍戏毒手辩静控率式,中占、皆为甍静舔数,式进一步得出控力丁与应变,可根据其拉伸试验一关系曲线和一翡爨数关系,筇。一嗣一言陌矾交筵,联立,秘茂馨可求篷秘簸帮分熬沉降。薮鞋鼹基苓均匀沉辫诗冀新旧路繁总沉降麓根据上述公式计算得出新目路基的最终沉降量。分剃失,嘴,则额疆路基惑的不均匀沉降为一新旧路基工后不均匀沉降根据上述方法计算褥出新路基的最终、垅降量分别为,。,再由豳结系数推算出凝日路蜓施工期阕的固结度武汉理工大学硕士学位论文分别为,。则路基加宽后,新路基的工后沉降值为新路基的最终沉降量竣去曩路蒸已完减麴沆黪鬟约差壤,再蘩鞋束竞或豹国结度。鼙踌基热宽嚣整个路基的工后沉降计算公式为嚣一/谚实例分耩本节以阑道加宽改造工程为背景,通建其体的工程实例计算,利胄上述提出的计算方法对旧路加宽改建后新旧路基的沉降进行计辫,并对结果遘行磁较,来送一步滗秘主工合成材瓣在艏路鞠宽工穰中掰起豹俸雳。工稷壤况国道二级公路改建工程尹山头图段全长,路颇宽,路萋宽,而原有公路等级低,老路路獬仅宽,路基彼不等,一般路堤填土高为。,耩头引邀及新沂河南北大堤引道为高路堤地段,填离予,全线有以上楚予软稳基二,沿线遗蕊条件极其复杂,地表广泛覆盏有第四系全新统滨海相松软土层,表朦为的粘硬壳层,其下为静淤漉质糖土层,淤泥下麓鼯主、驻糖艨等。其中软土淤泥层物理力学性质指标差,热天然含水量最大达到,天然毪藤跑最大达到,天然容燕最小逸,趣,镪帮流鍪,其蠢垂缩性大、透水性差、强度低等特点。计算断面选取裰据国邋改建工程麓没诗资褥褥沿线静避矮傍况,选取其串懿低路堤路段,路堤填土高度的断面作为计群断面。诗算辩将摸鬃进行秘下篱鬟楚理由于路簇下为淤泥质粘土淤泥层,熊厚度大约为,计算时将冀麓毒乏为瑟路堤土认为