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1、第37卷第8期建筑技術(shù)開發(fā)Vo1．37，No．82010年8月BuildingTechniqueDevelopmentAug．2010高填方路堤沉降歷史研究榮富強景兆凱郭坤(河南省地礦局水文二隊，鄭州450053)[摘要]以某高速公路填筑工程為例，采用有限元軟件PLAXIS8．2對其進行了數(shù)值計算，分析了填筑期間的主固結(jié)沉降量及變化趨勢，以及施工后期的次固結(jié)沉降，預(yù)計了工后沉降量，希望對公路施工設(shè)計的變形控制提供一定幫助。[關(guān)鍵詞]高填方；路堤；沉降；計算[中圖分類號]U416．12[文獻標(biāo)志碼]A[文章編號]1001-52
2、3X(2010)08-0030-02近年來隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國高速公路建設(shè)十2)假設(shè)軟基土體沿路堤橫斷面均勻分布，也就是不考分迅猛。目前高速公路總里程位居世界第二，是世界上修建慮地基的橫向不均勻性；高速公路最多的國家之一?。對于高速公路填筑沉降的研3)將路面荷載考慮為路堤的1m填土荷載；究許多學(xué)者已做了大量深入的研究。隨著高速公路的4)地基水位在地下4m，固結(jié)理論采用Biot理論。不斷發(fā)展，高速公路開始不斷的向山區(qū)等偏遠地區(qū)發(fā)展，由2．2計算模型于山區(qū)的實際特點，必然會帶來了許多高填方路堤的施工，路基填筑屬于軸對稱平
3、面應(yīng)變問題，因此本文選取其中這些高填方路堤不同于普通路堤的填筑，有很多的問題需要一個斷面進行分析，模型的選取如下：地基計算深度為20m。解決，需要我們進行一定的研究。路堤計算寬度選為60m，路堤填筑高度為6m。本文結(jié)合某高速公路工程的填筑問題，嚴格按照設(shè)計要本文采用15節(jié)點三角形單元。網(wǎng)格的密度對計算結(jié)求及施工順序進行模擬分析，采用數(shù)值計算的方法，對填筑果的精度有很大的影響，網(wǎng)格劃分的越密，越接近真實的情過程及施工后期的沉降進行了模擬分析。況，但是網(wǎng)格劃分的越密，求解所需要的時間越長，因此要1有限元軟件及設(shè)計施工要求選擇一個
4、合適的密度，本文初始建模時以較疏的網(wǎng)格劃分1．1PLAXIS8．2軟件模型計算，然后不斷加密網(wǎng)格進行計算，當(dāng)前后兩次網(wǎng)格劃本文運用了荷蘭代爾夫特(Delft)技術(shù)大學(xué)開發(fā)的著名分所得的計算結(jié)果很相近時，即認為網(wǎng)格的精度符合要求。的巖土工程通用有限元軟件Plaxis8．2。該軟件分析理論主本文的網(wǎng)格劃分在與樁體和土工格柵接觸的地方進行了局要包括變形理論、固結(jié)理論和滲流理論三部分，因此能進行部加密，以便更好的反應(yīng)復(fù)雜區(qū)域的受力情況，是合理的。變形、固結(jié)、滲流計算，同時還能進行基于強度折減法的穩(wěn)定見圖1。計算。本文選取15節(jié)點單元
5、進行計算。1．2設(shè)計施工要求本文嚴格按照設(shè)計施工要求，對施工過程進行模擬分析。路堤填筑高度6m，1：1．5放坡，地基采用CFG樁處理，樁徑400mm，按照梅花樁型布置，單排間距2．7m，雙排間距2．8m。樁長10m。在地表處和路堤4m處各自布置一層土圖1計算網(wǎng)格劃分工格柵進行處理，以減緩不均勻沉降。2．2邊界條件2建立模型對于邊界條件，考慮到計算影響范圍，取地基計算深度2．1計算假定20m，寬度取60m，左右邊界為豎直自由邊界，水平固定，不1)路堤足夠長，按平面應(yīng)變問題考慮；排水；底部為細砂層，豎直和水平固定，為排水條件；上
6、邊界為豎直和水平均自由，排水條件。收稿日期：2010—05～152．3計算參數(shù)作者簡介：榮富強(1981-)，男，鄭州人，畢業(yè)于黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)計算嚴格按照土工試驗參數(shù)選擇，路堤土和地基土體的院，本科學(xué)歷，助理工程師，主要從事工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基檢計算參數(shù)如下表1所示，CFG樁按照模量等效的方法進行等測等工作，主要研究方向為地基處理設(shè)計及檢測等。效，參數(shù)如表2所示，格柵參數(shù)如表3所示。第37卷榮富強，等：高填方路堤沉降歷史研究第8期表1土體計算參數(shù)3．2不同時刻沉降量分析土層路堤填土粘士粉質(zhì)粘士細砂層圖4為地表沉降的變
7、化歷程，本次計算選取了填筑高度土層厚／m64106分別為1m、4m、6m及工后10年時期的沉降量進行分析，水位以下土體重度／(kN／m)2020．620．820．8從圖中可以明顯的看出，隨著填載的增加，地基附近的沉降水位以上土體重度／(kN／m)17l6．817．5l9．4量逐漸增加，而地基兩側(cè)的隆起量為先增加，后減小。施工水平滲透系數(shù)／(m／d)0．0150．OOl0．O0l0．015剛剛結(jié)束時，地基表面的最大沉降量達到14．3cm，隆起量垂直滲透系數(shù)／(m／d)O．0lO．O010．001O．01為2．3cm。在此之后，
8、地基土發(fā)生了一定的工后沉降，到施楊氏模量／(kN／m)400040005200l2000工后10年期，地表處最大沉降量達到了17．6cm，隆起量減泊松比肛O．30．350．35O．3小到0．4cm。摩擦角／(。)28152530粘聚力C／kPa23301923-40-30-20-10010
