路基加宽不均匀沉降及其对路面结构应力影响分析

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1 路基加宽不均匀沉降机理及计算理论

1.1 路基不均匀沉降机理

公路运营期间，老路基受到行车荷载及自身重力的作用会发生固结变形，使土体孔隙内的水和空气排出，土体体积减小，路基工后沉降持续增加直至稳定。公路改扩建后，新填筑路基的沉降一般小于老路基沉降。为了便于分析新老路基差异沉降机理，将改扩建后的路基划分成新路基、老路基、地基土三部分。新老路基间不均匀沉降的影响因素主要有不协调变形、结合部处治措施不当、新路基压实度等。

公路改扩建期间，老路基会发生三次沉降：第一次沉降是老路基在自身荷载作用下的沉降，如果公路运营时间较长，老路基固结基本完成，此时沉降约等于0；第二次沉降是新路基填筑对老路基产生的附加应力所引起的沉降；第三次沉降是路基扩宽后，老路基受车辆荷载和新路基附加应力共同作用所导致的沉降。新路基会发生两次沉降：第一次沉降是新路基在分层填筑压实过程中发生的瞬时沉降和主固结沉降；第二次沉降是新路基在车辆荷载作用下的工后沉降。

1.2 路基不均匀沉降计算理论

路基填料及地基土均属于弹塑性变形材料，可采用摩尔-库伦本构模型来模拟公路改扩建路基的变形特性。该模型所需参数简单，计算结果的精确度主要受材料的黏聚力和内摩擦角影响，且偏保守，在岩土工程分析中得到了应用广泛。……