旧路拓宽改造后新旧路基变形有限元研究

旧路拓宽改造后新旧路基变形有限元研究

摘要：产生裂缝的根本原因在于新老路基产生不均匀沉降和新老路的界面强度低于结构层材料自身强度的缘故。正是由于新老路相连处较大的弯拉应力和较低的界面强度，致使在这样的部位极易产生开裂破坏，从而在结合部位置常出现纵向裂缝。

关键词：道路拓宽；改造；路基；研究

近年来，道路拓宽工程较多，在道路拓宽改造工程完成后，在新老路基上方路面常出现纵向裂缝，裂缝宽度随路堤高度、填土高度及其性质等变化而不同。产生裂缝的根本原因在于新老路基产生不均匀沉降和新老路的界面强度低于结构层材料自身强度的缘故。正是由于新老路相连处较大的弯拉应力和较低的界面强度，致使在这样的部位极易产生开裂破坏，从而在结合部位置常出现纵向裂缝。

1． 有限元分析模型

为了讨论公路拓宽改建后新老路堤与地基共同变形的特性，分析影响沉降的因素，本文借助有限元程序对图1所示的路基进行有限元计算，计算在不同路基模量、地基模量、填土高度以及边坡坡度等因素影响下新老路基顶面，原地基表面的沉降量和地基在不同深度处的侧向位移；分析不均匀沉降产生的原因及其主要影响因素，为地基处治和新路路基填筑提供理论依据。

土的本构模型采用Drucker-Prager(D-P)理想弹塑性本构模型。该模型采用广义VonMises屈服准则，其流动法则采用相关联流动法则，由于是理想弹塑性模型，所以没有硬化准则。

本文数值计算参数变化范围如下：

老路基顶面宽度B0=9m；加宽路基部分宽度B1=9m；边坡坡度采用1：1.5

路堤填土高度H为2，5，10m

老路路基填土弹性模量E1＝50MPa

拓宽部分填土变形模量E2为5，10，20，30，40，50，100Mpa

地基土变形模量E3为2，5，10，20，50Mpa