特殊地基土的力学特性与高速公控制变形成套技术.doc

项目名称：特殊地基土的力学特性与高速公路控制变形成套技术 项目完成人：缪林昌、李国维、石名磊、王非、赵僶、冯兆祥、林飞、杨涛、陈功、张义贵、马在宏 项目完成单位：东南大学、河海大学、江苏省交通工程建设局、江苏省长江公路大桥建设指挥部、江苏省交通规划设计院股份有限公司、上海理工大学 项目简介： 本项目属土木建筑工程/路基工程与岩土工程领域。 软土和膨胀土两种特殊地基土条件下高速公路控制变形设计与实践是世界性难题。软土地区高速公路常常出现桥头跳车、路基沉降过大、路面开裂等病害，膨胀土地区路面则出现严重的结构性破损、开裂等问题。这些病害和问题致使高速公路“伤痕累累”，严重影响了高速公路的安全与正常运营，造成巨额经济损失。为此，项目组历经15余年的不懈努力，通过系统的理论研究与探索，进行了大量的室内、外试验和工程实践，研究发明了高速公路建设中各个环节控制变形的关键技术，创立了特殊地基土高速公路控制变形的“准确计算—关键技术—设计方法—施工质保”的成套技术，成功解决了高速公路控制变形的世界难题。主要创新成果如下： 1、提出了特殊地基土变形的准确计算理论与方法。 建立了软土广义Bingham弹粘塑性流固耦合模型和软土结构性的本构模型，推导了一维非线性软土固结解析解，提出了膨胀土吸力强度双曲线模型和考虑膨胀土饱和度影响的本构模型，实现了准确计算软土和膨胀土等特殊地基土高速公路沉降的目标。 2、发明了特殊地基土高速公路控制变形的关键技术。 完成了EPS颗粒混合轻质土快速拌合与计量控制设备的发明和改造，首次彻底解决了EPS颗粒混合轻质土大规模工程应用的关键技术；发明了混凝土控制模量桩刚性复合地基加固技术与设备；提出了超载比定量预压控制工后沉降理论和减小膨胀土膨胀势与控制膨胀变形的新方法。 3、创建了特殊地基土高速公路控制变形设计的技术体系与标准化设计方法。 基于混凝土控制模量桩刚性桩复合地基、EPS颗粒混合轻质路堤设计方法、超载比定量预压控制工后沉降理论、减小膨胀土膨胀势方法等关键技术，建立了综合考虑桩-桩帽-格栅-土相互作用高速公路软土地基控制变形功能设计方法和减小膨胀土地基土膨胀势联合路堤荷载的设计方法，构建成特殊地基高速公路控制变形设计的技术体系。 4、制定了EPS颗粒混合轻质料和混凝土控制模量桩成桩工艺与质保体系。 编制了EPS颗粒混合轻质料填筑、养护与质保技术规程和混凝土控制模量桩成桩工艺和质量控制规程，根据不同软土地基物理力学性状完善了水泥土搅拌桩的成桩工艺。 项目研究期间出版专著1部，发表SCI论文13篇SCI论文，EI论文57篇获授权发明专利1件，培养博士10名硕士20余名。项目在江苏、广东等地高速公路建设中得到广泛应用