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80年代以来,我国的公路建设进入快速发展时期,预计到2010年,全国公路总里程要达到210万至230万公里,全面建成“五纵七横”国道主干线,目前人口在20万以上的城市高速公路连接率将达到90%,高速公路总里程达到5万公里。与此同时,在公路施工和运营期间对路基沉降预估的要求也越来越高,其结果也越来越不令人满意。有些公路在建成不久就因路基下沉过大而导致路面开裂或桥头错开,甚至经过几次返修也未能彻底整治病害,在人力和物力上造成很大的浪费。所以,有必要对路基沉降计算方法作进一步的研究,以便准确地预估沉降量,进而采取相应的措施,根据工程要求,控制沉降量的大小,这对公路建设有重大指导意义。 在沉降计算方面,我国现行规范均选择分层总和法作为天然地基浅基础的沉降计算模式。分层总和法是建立在弹性理论基础上的,它只考虑在轴力作用下的单向(垂直)变形,而不考虑地基土的侧向膨胀,且其变形指标的选择及压缩层厚度的确定均没有严格的理论依据,从而导致计算结果与实际相差很多,因此引入了沉降修正系数。地基沉降单向分层总和法计算精度很大程度上取决于沉降修正系数,但现有的规范在确定修正系数上难免有随意性,且不能有针对性地考虑软基中侧向变形对地基沉降的影响。本文拟从沉降修正系数入手,探讨如何在单向分层总和法中考虑土体侧胀问题,以达到减小沉降计算误差的目的。 本文将沉降修正系数定义为单位厚度压缩土层在有侧向变形时的沉降量与无侧向变形时的沉降量的比值。为了消除计算方法和计算参数选取上带来的误差,我们均采用非线性有限元法来进行计算。对于有侧向变形情形,我们只要使计算域水平向位移无约束;反之,无侧向变形情形则使计算域水平向位移约束到零。 本文以Ansys有限元程序为计算手段,利用沪宁高速公路资料,取得多组不同土质的路基在其它条件相同时,分别考虑侧向变形与不考虑侧向变形时的沉降值,通过对这些数据进行统计分析,不仅证明了侧向变形的确存在,它对路基沉降有不容忽视的影响,对于软土来说,它是导致路堤失稳的一个重要原因,