毕业设计-武汉至英山高速公路三标段软土路基处理及工后沉降预测.doc

毕业设计开题报告全套设计加153893706题 目 武汉至英山高速公路三标段软土路基 处理及工后沉降预测课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 岩土0901 专业（全称）： 土木与建筑岩土工程 指 导 教 师： 2013年03 月 一、本课题设计（研究）的目的： 毕业设计是教学计划中最后一个重要的教学环节，是培养学生综合应用所学的道路交通基础理论、基本知识和基本技能，进行道路交通工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是学生综合素质和工程实践能力培养的重要阶段，其目的是使学生受到道路交通工程师所必须的综合训练，有利于向工作岗位过渡。 熟练掌握道路施工组织的基本原理和施工组织设计文件的编制方法，使之能够解决在施工组织和施工过程中的实际问题，并能够采用最佳方案保证施工任务的完成，具备独立编制施工组织设计文件的能力；掌握道路工程概预算的基本理论方法，能够独立完成道路工程的概预算文件；熟悉工程结算竣工决算的内容和方法，具备一定的解决道路工程结算中实际问题的能力。2、 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：国外：目前世界各国的公路总长度约2000万公里，约80个国家和地区修建了高速公路，建成通车的高速公路已达20万公里，其中美国、英国、德国、法国、意大利、日本、加拿大和澳大利亚这些主要经济发达国家公路里程约占世界公路总里程的一半以上，高速公路里程约占世界高速公路里程的80%以上。美国现有公路总里程和高速公路里程最长，分别约占世界公路总里程和高速公路总里程的30%以上和40%以上，已经形成了8万多公里的州际高速公路网，公路已成为美国人日常生活必不可少的一部分。西欧各国和日本，由于国土面积小，公路网基础好，高速公路也逐步成网，公路运输一直为内陆运输的主力。相比之下，前苏联和印度、巴西等发展中大国公路里程较少，道路质量差，汽车运输在整个交通运输体系中的地位和作用远低于美、日以及西欧诸国。 目前，许多国家的高速公路已不再是互不连接的分散的线路，而是向高速公路网的方向发展，欧州正将各国主要高速公路连接起来，逐步形成国际高速公路网。总之当今世界公路基础设施的发展趋势是，发达国家以完善、维护和提高现有路网和通行能力为主，发展中国家则是普及和提高相结合，在增加公路通车里程的同时，大力提高干线公路的技术水平。 国内：作为发展中国家的中国，公路基础建设取得历史性突破。新世纪以来的几年，无疑是我国公路运输发展最快最好的时期。2006年，我国公路投资高达6231.05亿元，比2005年增加746.08亿元，同比增长13.6%。2006年末，全国公路总里程达345.70万公里，比上年末增加11.18万公里，其中高速公路总里程达4.5万公里，比2002年末增长80%，位居世界第二。未来我国高速公路网有望形成7918的布局，即7条射线9条纵线18条横线总里程约8.5万公里，高速公路网将连接所有现状在20万以上的319个城市，包括所有的省会城市以及港澳台地区。湖北地处中国腹地中心，长江中游与汉水的交汇处，经济发达，文化底蕴深厚，随着城市现代化建设步伐不断加快，城市投资环境持续改善，在全国国民经济发展和城市化进程中，起着重要的引领和导向作用。“十五”期间，武汉城市道路建设发展迅速，作为城市建设的重要组成部分和关键要素，在发挥城市的正常功能，实现城市交通基本目标，方便人们生活和出行等方面起着重要的用。随着湖北城市经济社会的快速发展和城市化的快速推进，人们物质生活日益丰富，生活水平逐步提高，对城市公用服务功能和周围环境等方面要求将日益增强，尤其表现在对城市道路局限于功能性的基本需求，上升到要求道路具有更好的交通性舒适性和景观性功能的层面。但由于城市建设存在地区差异、个性差异及建设发展不均衡等因素，同时由于城市道路建设规划理念未能完全适应发展需要，设计、施工尚存在不同程度的缺陷，管理养护未能到位等原因，道路建设在反映整个城市的景观、美观、和环境等方面，未能完全实现经济、合理、可持续发展的目标，在展示城市的总体姿态与风貌，给人们的生活、出行带来便利等方面未能很好地体现其作用和效果。一些城市道路的基本功能还没得到充分发挥，建设美观性能未能与周边环境较好融洽，投资效能未能得到充分体现，与城市现代化进程文明程度和人民生活需求还存在一定距离。3、 设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：本文研究的重点是:1.根据该地区的工程地质情况及选用的特殊路基处理的方案，选择适合此地段的处理方案，同时比较各个方案之间的区别和联系，从工程的简单性，实用性，经济性和可靠性等方面考察每一种方案。2.选定处理方案后，计算软土地基的施工段和工后段的固结度和沉降量，为施工的安排和施工要求作出合理的建议。同时根据软土地基的实测沉降量预测将来一定时间内地基的沉降量，为公路稳定性评价作出依据。3.根据相关的处理方案选择相关的排水措施，依据相关的水文地质条件选择排水方案和排水系统的数量和尺寸等相关参数。4.对于不同荷载作用和不同土体参数对于软土路基沉降的影响，本文进行了数值模拟对比分析研究，主要包括不同的碾压工况、不同的抛石石料参数和考虑孔隙水压力作用的情况下路基沉. 5.观测设备的布置以及设备的安置数量等相关情况。本文研究的难点是:软土路基沉降规律的研究取得了可喜的成果，但是由于工程之间千差万别、背景不一，研究的结论都具有局限性，导致了每个工程很难找到相似的工程实例做对照。总的来说，关于软土路基沉降规律研究主要存在以下几方面问题： 1.不同粒径和不同级配范围的碎石填料的强度指标和物理力学指标的标准值与实验方法没有统一的技术要求；2.在工程技术标准与施工规范中，对于软土路基沉降的结构类型尚无定论；3.不同压实机具及不同压实机具组合与不同压实厚度之间的施工组织与工艺控制有待于进一步研究；4.软土路基填料的摊铺与整平工艺尚未成熟，存在填料粒径组成不佳，压实层厚不均等现象，从而对路基的压实施工质量有较大影响； 5.施工组织机构的确定，如何根据工程特点组织合理的领导机构与管理人员有效地管理施工； 6.施工方案的确定，如何选择合理的方法进行有效的施工 ；7.时间和空间的安排，使工期最短，尽可能地提高经济效率。研究方法:本文主要从现场沉降监测、数理统计分析和数值模拟对比分析三个方面对软土路基的沉降进行了综合分析。 1.在该段路基沉降的现场观测时，本文采用精密水准仪，对路基在22t碾压条件下进行了沉降观测，分别测定了路基在010遍、1115遍、1620遍碾压下的沉降量。根据实际观测值利用MATLAB绘制了路基的横向沉降盆图、荷载沉降过程线，为了更加直观地放映该段路基整体的沉降规律，本文将实际观测得到的沉降量绘制成了三维曲面，通过曲线和曲面能够直观观察该段路基的沉降量。2.根据土体实际的边界条件、初始应力、土体材料模型和土体参数，本文建立了符合现场实际情况的有限元软件分析模型。通过模型计算得到了理想的路基横向沉降盆图，并和实际测得的曲线进行对比分析研究。同时，为了研究不同荷载和土体参数对路基沉降的影响，本文分别对不同的荷载作用、不同的抛石石料参数和有无孔隙水压力作用的情况分别进行了建模分析，并将其对路基沉降的影响进行对比分析研究。3.在现场观测得到的沉降量值的基础上，结合数理统计的知识，本文对该段软土路基的沉降量和碾压效果进行了评定。在测得的数据母体中抽取了一定数量的子样，通过直方图的绘制，发现子样近似服从正态分布，根据概率论与数理统计的知识给出了沉降差检测和沉降率检测的有效方法。同时，根据该方法对该段软土路基的碾压效果进行了计算与评定。 4.根据数值模拟的结果，利用复合辛普森公式和近似梯形公式，提出了由于沉降增加的土方量计算，并进行了计算参数的修订。以该段软土路基其中的一段为例给出了软土路基由于沉降增加的土方量计算实例。四、设计（研究）进度计划：1.开题报告和外文翻译：3月11日-3月17日2.武汉至英山高速公路三标段软基处理方法设计：3月18日-3月31日3.武汉至英山高速公路三标段软土路基固结度计算：4月1日-4月29日4.武汉至英山高速公路三标段软土路基稳定性计算：4月30日-5月20日5.基预压期估算及超载高度设计：5月20日-5月27日6.武汉至英山高速公路六标段软土路基工后沉降计算：5月28日-6月1日7.软土路基沉降观测与施工控制：6月2日-6月4日8.提交设计文件：6月4日-6月16日9.答辩：6月17日-6月19日五、参考文献：1.折学森著，软土地基沉降计算M，人民交通出版社，19982.洪毓康主编，土质学与土力学M(第二版)，人民交通出版社， 19903.钱家欢，殷宗泽主编，土工原理与计算M(第二版)，中国水利水电出版社，19964 .方左英主编，路基工程M，人民交通出版社，19935 .张诚厚等编著，高速公路软基处理M，中国建筑工业出版社，19976.公路路基设计规范S（JTG D302004）7.公路路基施工技术规范S（JTJ03395）8.公路软土地基路堤设计与施工技术规范S（JTJ01796）9.公路桥涵地基与基础设计规范S（JTJ02485）10. 地基处理手册M，第二版，北京，中国建筑工业出版社，2000,11Singh A，Mitchell J.K General stress-strain-time function for clayJJournal of the clay mechanics and foundation divisio