多层土工加筋体防治岩溶路基潜在塌陷的理论与试验研究

【摘要】：岩溶地貌在我国有着广泛的分布,岩溶洞穴顶板失稳导致的地面塌陷具有渐进性和突发性,近年来地面塌陷导致路基失稳、造成人员伤亡的报道日渐增多。岩溶区的高速公路如没有对隐伏溶洞采取科学的防治措施,将会面临很大的运营风险。对于小型的隐伏溶洞,土工加筋体防护岩溶塌陷是一种经济、实用、高效的工程防治措施。本文研究的多层土工加筋体不仅能够增加防治岩溶路基塌陷的安全性,而且能够有效的控制岩溶塌陷引发的地面沉降,在确保安全的前提下提升道路的行车舒适度。本文在理论研究的基础上,设计了1：5的大比例室内模型试验,结合一种新型的土工格栅变形测试方法,对多层土工加筋体内部土工格栅的变形和载荷特性、土拱效应的发挥开展研究,并基于试验研究成果提出了多层加筋体的设计方法。试验得到了模型内部关键测点的全程土压力实测数据、土工格栅挠度数据以及土工格栅临空段中间位置的应变数据。综合分析研究得到,(1)最底层格栅载荷与y/b的拟合公式;(2)多层土工加筋体内部格栅的荷载传递系数；(3)模型试验中土拱效应的临界高度；(4)土工加筋体模型试验中土拱效应的演化过程；(5)土拱效应传递至多层土工加筋体的荷载。本文将多层土工加筋体分为“最底层格栅”和“上部格栅”分别进行研究,有利于剖析多层土工加筋体的工作机理。文中提出用抛物线拟合最底层格栅荷载与y/b的关系,以及提出的荷载传递参数能够提供新的设计思路。土拱效应传递至多层土工加筋体荷载的分析,揭示了多层土工加筋体在控制塌陷沉降上优于单层土工加筋体的原因。
【关键词】：多层土工加筋体 岩溶塌陷 荷载传递 土拱效应 张力膜理论
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U416.16