交通荷载作用下软土路基沉降的数值模拟.pdf

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1、矿业工程第11卷第3期64MiningEngineering2013年6月·技术交流·交通荷载作用下软土路基沉降的数值模拟王艳争(中冶北方工程技术有限公司，辽宁大连116600)摘要：阐述了交通荷载作用下软土路基沉降情况，分析换填二灰土后公路路基的工后沉降，采用大型有限元软件ADINA建立平面模型，对换填前后交通荷载作用下的路基沉降进行了数值模拟，研究结果表明，换填二灰土可有效控制路基沉降，起到了加固路基的作用。关键词：路基；软土；沉降；ADINA软件中图分类号：TU447文献标识码：A文章编号：t671—8550(2013)03—0064—0219．800k

2、m。公路占地面积0．757km。路线长0引言19．800km，转角点3个，平均每公里0．15个，软土路基在交通荷载作用下会产生较大的沉最小平曲线半径800In，最大直线长降，影响公路路基的稳定性，有必要进行加固和换10825．627rrl，最大纵坡0．39／6，最小坡长400rn，填。刘升传口等研究了软土路基在动荷载作用下的凸型竖曲线最小半径50000m，凹型竖曲线最小半变形规律，给出了路基土的本构方程和沉降计算公径60000m。本项目路基宽23m，路面宽21．5ITI。式，张向东[2等以动三轴试验和数值模拟分析了风土路肩宽度为0．75m。路基计价土石方为积土

3、路基在动荷载作用下的变形特性，孙军溪通528．063km。，平均每公里26．670km。。过改良路基填料来加固路基，并进行了施工技术的2地质情况调查与分析研究，国内外对软土路基的研究取得了大量的研究成果。本文以辽宁省凌海路某段软土路基为研究对该路段地质条件为滨海沉积相，厚度大，允许象，运用大型有限元软件ADINA进行数值模拟，承载力及抗剪强度低，具有触变性。分布于海岸带研究换填前后路基的沉降情况。边部。多层结构，表层为粉质粘土、夹薄层流塑的粉质粘土、粉细砂。1工程概况通过对沿线工程地质勘察，揭露的地层岩性主随着辽宁省加快发展“五点一线”对外开放战要为第四系粘性

4、土、砂砾石等。略决策的实施，锦州市滨海公路建设得到了快速推——粘性土为不同成因的粉质粘土。其沉积次进，除受到盘锦双台河湿地影响，与盘锦接壤部分序以及岩性特征：1)粉质粘土褐黄色，含少量砂，路段暂缓外，其余路段已于2009年9月实现通车。可塑状态。层厚0．3～7．6ITI，标准贯入击数为锦州市滨海公路建设为一级公路标准，其中近4．7～6允许承载力为160～170kPa，侧阻力标准30km路段为填海段，为锦州市沿海经济的发展注值为45～5OkPa；2)粉质粘土：(K12+000～终入新的活力。为配合沿海经济发展，促进内陆沿海点广泛分布)灰黑色，软塑状态，夹薄层流塑

5、的亚共同繁荣，同时也为进一步完善滨海公路建设，构粘土(淤泥)。层厚1．7～3．6rn，标准贯人击数筑滨海公路干支体系，在辽宁省滨海公路通车之1．7～2．9，允许承载力为60～100kPa，侧阻力标际，锦州市委等有关部门提出建设凌海出口至哈达准值为30kPa。铺连接线的规划设想。全段工程线路长——砂类土：主要为细砂、圆砾等，其岩性特征：1)细砂：褐黄色，稍密状态，夹薄层粉土。收稿日期：2012—11—27作者简介：王艳争(1979一)，男(汉族)，辽宁海城人，中冶北方层厚3．1～4．4m，标准贯入击数11．7～13．8，允工程技术有限公司工程师。许承载力为230

6、kPa，侧阻力标准值为30kPa；2)2013年第3期王艳争交通荷载作用下软土路基沉降的数值模拟65圆砾土：褐黄色，稍密～中密状态，含土，局部夹界，交通荷载简化为正弦波荷载。薄层砾砂，饱和，颗粒级配一般，亚园形，以火成土体本构模型为弹塑性模型，屈服准则为摩尔岩碎屑组成。厚11．3～16．2m。允许承载力为一库伦屈服准则，见表1。300～400kPa，侧阻力标准值为120～130kPa，侧阻力标准值为12O～130kPa。此外，下伏的太古代混合花岗岩由于埋深较大本次钻探未揭露。根据拟建工程周边地质勘察资料，太古代混合花岗岩其岩性特征：1)强风化混合花岗岩：褐黄色

7、，裂隙较发育，裂隙面不新鲜，图1有限元网格图组成成分为斜长石、黑云母、石英和角闪石等，碎表1土的物理力学参数块状构造。层厚4．5～12．5m。允许承载力700～1500kPa，侧阻力标准值为10O～150kPa；2)中风化混合花岗岩：褐黄绿色，裂隙不发育，裂隙面新鲜，组成成分为斜长石、黑云母、石英和角闪石等，块状构造。厚度未见底，允许承载力为1500～2000kPa，侧阻力标准值为150～180kPa。数值模拟的结果表明，换填前软土路基沉降较3措施大，达到了63．2mm，远大于表2所规定的软土路基允许工后沉降，且交通荷载对路基表面影响较根据地质情况，分别采取换

8、土、抛石挤淤、粉大，随着路基深度的加深