1、在地勢不平坦地區(qū)或軟土地區(qū)修筑公路時常建造橋梁以跨越溝、谷或軟基路段的阻隔，這就形成了橋臺后回填材料變形及穩(wěn)定問題。路橋過渡段差異沉降發(fā)展至一定程度就會導(dǎo)致“橋頭跳車”現(xiàn)象的發(fā)生。本文在橋臺后回填材料工程特性及橋臺后回填有限元模擬研究基礎(chǔ)上，提出橋臺后回填的差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)及回填設(shè)計方法與流程，旨在有效抑制差異沉降帶來的公路結(jié)構(gòu)物后路面的結(jié)構(gòu)與功能性損害。本文主要研究內(nèi)容與結(jié)論概述如下： 1．材料工程特性三軸試驗研究。根據(jù)材料三

2、軸試驗，分析了路面結(jié)構(gòu)材料(大粒徑瀝青碎石、水穩(wěn)碎石與級配碎石)回彈模量與回填材料(粉質(zhì)粘土與碎石)的靜、動力變形特性，以及已有計算公式的適用性；提出了修正的Li-Selig永久變形計算公式、材料非線性強度破壞準(zhǔn)則表達式和密實狀態(tài)下材料的剪脹系數(shù)ζ表達式。 2．材料本構(gòu)模型研究。依據(jù)材料性能試驗成果，推導(dǎo)得到了細(xì)粒材料與粗粒材料的屈服面與硬化規(guī)則表達式；引入次加載面(Subloading Surface)概念，將模型拓展為相應(yīng)動

3、力形式。采用向后Euler算法以及Newton-Raphson迭代方法積分本構(gòu)方程，并以UMAT的形式嵌入到ABAQUS軟件中。通過碎石材料的三軸試驗有限元模擬初步驗證了本構(gòu)模型的適用性和有效性。 3．橋臺后回填差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)研究。通過ABAQUS大型有限元軟件(交通荷載采用VDLOAD子程序模擬)，分析了橋臺后回填區(qū)域上典型瀝青路面結(jié)構(gòu)的靜、動力響應(yīng)特性，以及差異沉降與路面結(jié)構(gòu)損傷裂紋擴展直至破壞的發(fā)展規(guī)律，提出了路橋過渡段

4、回填的差異沉降結(jié)構(gòu)性控制標(biāo)準(zhǔn)?；谌?車-路振動模型及其相應(yīng)解答，將結(jié)構(gòu)性控制標(biāo)準(zhǔn)推廣為可考慮公路等級差異的路橋過渡段差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。 4．交通荷載作用下橋臺后回填長期變形計算方法研究。參照路面結(jié)構(gòu)多層體系理論，根據(jù)彈性動力平衡微分方程與Fourlier變換，推導(dǎo)得到移動條形荷載作用下彈性半平面多層體系動應(yīng)力解答。根據(jù)修正的Li-Selig永久變形經(jīng)驗公式，推導(dǎo)得到平面應(yīng)變條件下交通荷載作用引起的路表殘余應(yīng)力與殘余變形計算公式

5、，并采用Fortran語言編制相應(yīng)計算程序RSTL.FOR。 5．橋臺后路堤荷載作用下飽和成層地基固結(jié)變形計算方法研究?；贐oussinesq彈性解、Terzaghi固結(jié)微分方程與Kelvin粘彈性應(yīng)力應(yīng)變微分方程，推導(dǎo)了半無限路堤荷載分級施工條件下成層地基固結(jié)變形解答，并采用Fortran語言編寫了相應(yīng)計算程序CSSML.FOR。 6．橋臺后回填設(shè)計方法研究。依據(jù)剛?cè)徇^渡設(shè)計思想與橋臺后回填工后沉降設(shè)計計算方法，提出

6、了設(shè)計年限為 15 年情況下橋臺后回填(包括回填范圍、回填材料選擇與搭板設(shè)計)設(shè)計方法。根據(jù)橋臺后回填工后沉降設(shè)計計算方法與差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，提出了保證路橋過渡段正常工作的回填設(shè)計流程，并給出了相應(yīng)的設(shè)計計算實例分析。 7．橋臺后回填加筋處治與設(shè)計方法研究。根據(jù)橋臺與回填區(qū)域水平位移的倒三角形分布特征，提出了加筋長度隨高度方向有所變化(即回填區(qū)底部短上部長)的鋪設(shè)建議。根據(jù)加筋復(fù)合體形成機理以及橋臺后加筋回填特性，提出了拔出破壞