交通荷載作用下軟土路基沉降的數(shù)值模擬.pdf

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1、礦業(yè)工程第11卷第3期64MiningEngineering2013年6月·技術(shù)交流·交通荷載作用下軟土路基沉降的數(shù)值模擬王艷爭(中冶北方工程技術(shù)有限公司，遼寧大連116600)摘要：闡述了交通荷載作用下軟土路基沉降情況，分析換填二灰土后公路路基的工后沉降，采用大型有限元軟件ADINA建立平面模型，對換填前后交通荷載作用下的路基沉降進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，換填二灰土可有效控制路基沉降，起到了加固路基的作用。關(guān)鍵詞：路基；軟土；沉降；ADINA軟件中圖分類號：TU447文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：t671—8550(2013)03—0064—0219．800k

2、m。公路占地面積0．757km。路線長0引言19．800km，轉(zhuǎn)角點(diǎn)3個，平均每公里0．15個，軟土路基在交通荷載作用下會產(chǎn)生較大的沉最小平曲線半徑800In，最大直線長降，影響公路路基的穩(wěn)定性，有必要進(jìn)行加固和換10825．627rrl，最大縱坡0．39／6，最小坡長400rn，填。劉升傳口等研究了軟土路基在動荷載作用下的凸型豎曲線最小半徑50000m，凹型豎曲線最小半變形規(guī)律，給出了路基土的本構(gòu)方程和沉降計(jì)算公徑60000m。本項(xiàng)目路基寬23m，路面寬21．5ITI。式，張向東[2等以動三軸試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析了風(fēng)土路肩寬度為0．75m。路基計(jì)價(jià)土石方為積土

3、路基在動荷載作用下的變形特性，孫軍溪通528．063km。，平均每公里26．670km。。過改良路基填料來加固路基，并進(jìn)行了施工技術(shù)的2地質(zhì)情況調(diào)查與分析研究，國內(nèi)外對軟土路基的研究取得了大量的研究成果。本文以遼寧省凌海路某段軟土路基為研究對該路段地質(zhì)條件為濱海沉積相，厚度大，允許象，運(yùn)用大型有限元軟件ADINA進(jìn)行數(shù)值模擬，承載力及抗剪強(qiáng)度低，具有觸變性。分布于海岸帶研究換填前后路基的沉降情況。邊部。多層結(jié)構(gòu)，表層為粉質(zhì)粘土、夾薄層流塑的粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂。1工程概況通過對沿線工程地質(zhì)勘察，揭露的地層巖性主隨著遼寧省加快發(fā)展“五點(diǎn)一線”對外開放戰(zhàn)要為第四系粘性

4、土、砂礫石等。略決策的實(shí)施，錦州市濱海公路建設(shè)得到了快速推——粘性土為不同成因的粉質(zhì)粘土。其沉積次進(jìn)，除受到盤錦雙臺河濕地影響，與盤錦接壤部分序以及巖性特征：1)粉質(zhì)粘土褐黃色，含少量砂，路段暫緩?fù)猓溆嗦范我延?009年9月實(shí)現(xiàn)通車?？伤軤顟B(tài)。層厚0．3～7．6ITI，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為錦州市濱海公路建設(shè)為一級公路標(biāo)準(zhǔn)，其中近4．7～6允許承載力為160～170kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)30km路段為填海段，為錦州市沿海經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注值為45～5OkPa；2)粉質(zhì)粘土：(K12+000～終入新的活力。為配合沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)內(nèi)陸沿海點(diǎn)廣泛分布)灰黑色，軟塑狀態(tài)，夾薄層流塑

5、的亞共同繁榮，同時也為進(jìn)一步完善濱海公路建設(shè)，構(gòu)粘土(淤泥)。層厚1．7～3．6rn，標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)筑濱海公路干支體系，在遼寧省濱海公路通車之1．7～2．9，允許承載力為60～100kPa，側(cè)阻力標(biāo)際，錦州市委等有關(guān)部門提出建設(shè)凌海出口至哈達(dá)準(zhǔn)值為30kPa。鋪連接線的規(guī)劃設(shè)想。全段工程線路長——砂類土：主要為細(xì)砂、圓礫等，其巖性特征：1)細(xì)砂：褐黃色，稍密狀態(tài)，夾薄層粉土。收稿日期：2012—11—27作者簡介：王艷爭(1979一)，男(漢族)，遼寧海城人，中冶北方層厚3．1～4．4m，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)11．7～13．8，允工程技術(shù)有限公司工程師。許承載力為230

6、kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為30kPa；2)2013年第3期王艷爭交通荷載作用下軟土路基沉降的數(shù)值模擬65圓礫土：褐黃色，稍密～中密狀態(tài)，含土，局部夾界，交通荷載簡化為正弦波荷載。薄層礫砂，飽和，顆粒級配一般，亞園形，以火成土體本構(gòu)模型為彈塑性模型，屈服準(zhǔn)則為摩爾巖碎屑組成。厚11．3～16．2m。允許承載力為一庫倫屈服準(zhǔn)則，見表1。300～400kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為120～130kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為12O～130kPa。此外，下伏的太古代混合花崗巖由于埋深較大本次鉆探未揭露。根據(jù)擬建工程周邊地質(zhì)勘察資料，太古代混合花崗巖其巖性特征：1)強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖：褐黃色

7、，裂隙較發(fā)育，裂隙面不新鮮，圖1有限元網(wǎng)格圖組成成分為斜長石、黑云母、石英和角閃石等，碎表1土的物理力學(xué)參數(shù)塊狀構(gòu)造。層厚4．5～12．5m。允許承載力700～1500kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為10O～150kPa；2)中風(fēng)化混合花崗巖：褐黃綠色，裂隙不發(fā)育，裂隙面新鮮，組成成分為斜長石、黑云母、石英和角閃石等，塊狀構(gòu)造。厚度未見底，允許承載力為1500～2000kPa，側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為150～180kPa。數(shù)值模擬的結(jié)果表明，換填前軟土路基沉降較3措施大，達(dá)到了63．2mm，遠(yuǎn)大于表2所規(guī)定的軟土路基允許工后沉降，且交通荷載對路基表面影響較根據(jù)地質(zhì)情況，分別采取換

8、土、拋石擠淤、粉大，隨著路基深度的加深