土工格室處理高速公路拓寬部有限元分析

 　　土工格室處理高速公路拓寬部有限元分析

　　為研究三維柔性結構——土工格室加固路基拓寬部的效果，運用ABAQUS有限元軟件，采用基于Coulomb定律摩擦模型模擬土工格室復合板體及其填料的非線性接觸，模擬分析鋪于新老路基結合處底層不同寬度、伸入老路基不同深度的土工格室時的路基頂面的豎向位移、側向位移和相對差異沉降等。結果表明：土工格室的鋪設使路基內應力分布趨于均勻，有效地協調新老路基的不均勻沉降，但加固效果并不隨鋪設格室的寬度、伸入老地基的深度而成線性增加。

　　隨著我國高速公路交通量逐漸增大,對原有高速公路進行拓寬改造勢在必行。老路拓寬的關鍵技術之一就是限制新老路基結合部的不均勻沉降,從而減少由此在路面結構內引起的附加應力可能造成路面的早期破壞。近年來,由于土工格室其特有的三維結構、抗彎抗拉性能,現已被廣泛應用于高速公路拓寬改建工程。土工格室柔性結構層能有效協調軟弱地基的不均勻沉降,增強路基穩定性。目前對土工格室已有較多的研究和應用,Andrawes、K.Z.等(1982)對土單元采用Duncan-Chang的E-v雙曲線非線性彈性模型,土與土工合成材料的接觸面單元采用雙曲線非線性彈性摩擦模型,模擬了土工合成材料與土體的相互作用;楊曉華(2004)將土工格室和其填料假定為復合板體,并研究了復合板體當量變形模量與其填料模量的關系;謝永利等(2004)應用MARC有限元軟件對比分析了土工格室處理后的路基不均勻沉降。本文通過分析土工格室的加固機理,針對土工格室在高速公路拓寬結合部的不同鋪設位置,運用Abaqus有限元軟件對其分析比較,驗證了土工格室協調新老路基變形的能力,進而確定土工格室的鋪設位置及效益寬度。