项目负责人：郭院成  教授
鉴定日期：2010年12月29日；
鉴定证书编号：豫科鉴字[2010]第481号
获2012年度河南省建设科技进步一等奖 

项目研究成果简介：

1、应用领域和技术原理

      本项目研究属于岩土工程领域；

      主要技术原理：通过理论分析和三维有限元模拟，详细研究了高填方路基处理技术的变刚度理论，分析了先后处理相结合的变刚度路基处理技的影响因素和一般设计方法。

2、性能指标   

      本项目研究实际达到的性能指标：

      1）建立了高填方路基粉喷桩先处理联合无砂混凝土小桩后处理的数值计算模型，对先处理技术（粉喷桩）和后处理技术（无砂混凝土小桩）相结合处理高填方路基的变刚处理技术理论进行了详细研究，分析了路基填筑各阶段路基变形特性、超孔压的产生和消散特性，以及粉喷桩和无砂混凝土小桩的受力特性；

      2）基于上述数值计算模型，研究了高填方路基变刚度处理技术的相关设计参数对路基变形特性、超孔压的产生与消散以及粉喷桩和无砂小桩受力特性的影响及其规律；

      3）基于土力学基本原理和复合地基的相关理论，研究了高填方路基变刚度处理技术关键设计参数的确定方法，给出了变刚度处理技术设计的一般思路。

3、与国外同类技术比较  

      高填方路基的变刚度处理技术是一种新的地基处理方法，它是由地基先处理技术（例如排水固结法、粉喷桩法等）和后处理技术（例如，无砂混凝土小桩等）合理组合而得到的一种高填方路基的处理技术。它以复合地基承载力设计准则确定先处理水平要求；以路基填筑完成后的固结度设计准则确定预填方高度及后处理水平要求。先处理阶段，对路基的处理主要是要求保证在增加填土高度，为后期后处理阶段提供准备；而后处理则速消散下部软弱土层中的超静水压力，完成土体主固结过程。变刚度处理技术可充分发挥先处理和后处理技术的技术优势，同时满足高填方路基对承载力和后期沉降变形的设计要求。然而，高填方路基的变刚度处理技术作为一种新的地基处理技术，前人做了一些初步探索并在实际工程中进行了初步应用。但目前对高填方路基处理技术的研究主要集中在先处理阶段及后处理小桩施工的理论研究，而对路基处理中关于先处理桩体及后处理桩体相互作用效应的分析及其对路堤后期的变形及沉降的影响研究还非常匮乏，限制了改技术的广泛推广，这就需要对高填方路基变刚度处理技术的相关理论进行研究。

      本项目采用理论分析和数值模拟相结合的手段，研究分析了高填方路基处理技术的变刚度理论，分析了影响变刚度处理技术的设计参数，并研究了变刚度处理技术的一般设计方法，得到了一些新意的研究成果，可为变刚度地基处理技术在高填方路基及其他地基处理工程中的应用提供了一定的理论基础和技术指导。

4、成果的创造性、先进性

   （1）本项目采用三维数值模型进行计算模拟，充分考虑了高填方路基的三维效应以及无砂混凝土小桩的施工过程的模拟，详细研究了高填方路基先处理和后处理技术相结合的变刚度地基处理理论。

   （2）本项目基于土力学基本原理和复合地基的相关理论，结合高填方路基先后

处理技术的特点，给出了变刚度处理技术的一般设计方法。

5、直接经济效益和社会意义

    本项目提出的新技术在阿深线扶项高速公路和连霍高速郑州段改建工程中得到了实践检验和初步应用，节约资金155万元，并取得了良好的技术经济效果和社会效益，因此具有一定的推广价值。本项目为类似工程问题的顺利解决提供了借鉴。