摘要: 随着我国经济持续增长，高速公路工程快速发展，在山区建设时，高填方路堤结构形式不可避免，成为道路工程中常见的形式之一，以黄土为主要填料的高填方路堤也常常出现。对于高填方路堤，在填料自重作用下引起的的堤身压缩量也不容忽视。因此，为保证... 展开 随着我国经济持续增长，高速公路工程快速发展，在山区建设时，高填方路堤结构形式不可避免，成为道路工程中常见的形式之一，以黄土为主要填料的高填方路堤也常常出现。对于高填方路堤，在填料自重作用下引起的的堤身压缩量也不容忽视。因此，为保证路堤安全运行，有必要对高填方路堤的自身沉降进行研究。国内外大量学者已对路基的沉降计算方法有了一定研究，但针对黄土填料高填方路堤的沉降计算方法还未有统一、完善、可靠的理论计算方法，还需进一步研究与探讨。 本文为探究黄土填料高填方路堤沉降的准确计算方法，以山西太原阎家峰高填方路堤为依托，总结前人研究成果的基础上，主要分别从室内土工试验、现场原位沉降监测、有限元模拟分析三方面展开研究工作。具体内容及结论如下： 1.黄土填料的变形特性。对压实黄土进行了击实试验、固结压缩试验等来分析黄土填料的力学特性，研究了压实黄土的各项物理指标和变形参数。分析了含水量与压力对黄土填料压缩变形系数的影响，随着含水量、压力的增大，压缩变形系数增加。 2.Es-P曲线幂函数拟合公式。通过整理大量压缩试验数据，对压缩模量与各级压力关系曲线分别用对数函数、幂函数、线性函数进行拟合。拟合结果表明：用幂函数拟合的Es-P关系曲线，相关性最好，与实际的Es-P曲线最为符合，用幂函数拟合的公式表示为Es=aPb。 3.黄土高填方路堤自身沉降计算公式。分析总结了常用计算方法的不足和缺陷，应用压缩模量与压力 Es-P幂函数拟合公式，考虑了路堤分层填筑的特点及压缩模量随实际压力区间变化的规律，提出了一种基于幂函数拟合Es-P曲线的分层总和法计算方法。 4.黄土高填方路堤沉降的原位监测。对路堤进行了长达约400天的沉降原位监测，并采集了大量的实测数据，探讨黄土高填方路堤的沉降变形规律，并与沉降计算值进行了比较、分析。通过实测值与计算值比值结果，提出了适合本黄土填料高填方路堤的与填方深度有关的沉降修正系数公式：。从而使修正后的幂函数分层总和法，可作为一种简便、可靠且在类似黄土填料高填方路堤沉降计算中值得推广的实用方法。 5.有限元补充分析高填方路堤的沉降规律。运用ABAQUS有限元软件建立了实际工程的路堤模型，对黄土填料高填方路堤的沉降变形与规律进行了有限元补充分析。模拟分析发现：路堤的竖向位移在中心点处变形最大，且变形最大位置在距路堤底部1／3～1／2处。路堤边坡的侧向位移沿路堤高度呈近似“抛物线”变化的形式，最大侧向变形发生在靠近路堤边坡距底部1／3～1／2位置处。通过运用有限元模拟路堤的分层填筑过程，对于指导高填方路基的设计与修建及其沉降控制提供了重要的参考价值。 收起