高速公路改扩建新旧路基差异沉降影响因素分析

新旧路基结合处的差异沉降控制是高速公路改扩建的技术难点之一。若差异沉降值过大,会导致路基遭到破坏,影响路面结构,降低道路的使用品质,甚至危及行车安全。针对上述问题,依托长株高速公路改扩建工程,应用有限差分法建立了数值计算模型,研究了不同拓宽宽度、不同填方高度、不同弹性模量和不同压缩模量4种影响因素下新旧路基不均匀沉降的变化规律,发现距旧路中心6 m范围内拓宽路基沉降较小,6～18 m范围内沉降增幅逐渐增大,新旧路基结合处尤为显著,曲线末尾出现轻微"波谷"状,最大沉降发生在拓宽路基边缘附近。结果表明:拓宽路基的不均匀沉降随拓宽宽度和填方高度的增大而增加,拓宽宽度对沉降的影响较填方高度更显著,随拓宽宽度的增加,最大差异沉降增幅最大值可达89.21%,实际工程中应尽可能选取重度较小的填土或设计合适的拓宽宽度;对比不同的路基弹性模量和地基压缩模量可得,不同路基弹性模量对路基顶面最大差异沉降的影响较小,随路基弹性模量发生改变,最大差异沉降增幅最大值仅为3.58%;对比不同的地基压缩模量可知,最大差异沉降增幅最大值为42.14%,因此,在合理经济范围内,提高地基土压缩模量可显著降低新旧路基不均匀沉降,提高使用寿命。     

基于FLAC3D的路基拓宽差异沉降研究

以延安北过境线路基拓宽项目为研究对象,采用现场监测、室内试验及FLAC3D有限差分法相结合的方法对新旧路基拓宽差异沉降特性进行研究。监测数据表明,由路基土体在外荷载作用下产生的黏滞蠕变只占总沉降的很小一部分。通过室内直剪试验,得出黏聚力值为21 kPa,内摩擦角值为38°;当最大差异沉降量达到最小值时,拓宽侧路基填筑高度为6 m;当新路基的沉降开始增加时,拓宽高度大于6 m;当旧路基高度不变时,新旧路基顶面和最大沉降点向外移动。在工程实际中,新旧路基的拓宽宽度增加对旧路基的影响较小。     

高液限黏土改扩建路基安全性能数值模拟分析

高液限黏土路基改扩建工程中,新老路基差异沉降是影响路基强度及稳定性的主要因素。文中结合液塑性试验及室内击实试验,利用GeoStudio软件对高液限黏土改扩建路基进行数值模拟,分析高液限黏土路基的强度及稳定性。结果表明,分层填筑时,地基最大沉降发生在新路堤形心处,且高液限黏土路基沉降比一般路基的大;不同高度路堤施工完成后,地基最大沉降始终发生在新路堤形心处,填土高度越高,路基的安全系数越小,且高液限黏土路基上边坡的安全系数比一般路基的小。     

道路扩建工程中路堤拼接部力学特性研究

道路扩建工程中加宽路堤的填筑将会改变原有路基、路面的应力场和应变场,引起新旧路堤拼接部产生不均匀塑性累积变形和附加应力。文中研究了道路扩建工程中路堤拼接部力学特性。结果表明,道路加宽后路面最大剪应力出现在新旧路堤拼缝旧路侧1m左右的位置,最大横向拉应力出现在路堤中线位置。剪应力相对拉应力较小,应加强拼缝处的抗拉性能。道路加宽宽度越大,对地基和路堤的沉降影响越不利。道路扩建工程须重视拼接部位地基和路堤不均匀沉降及其引发的病害,并采取适当的措施予以解决。     

基于FLAC3D的路基拓宽差异沉降研究

以延安北过境线路基拓宽项目为研究对象,采用现场监测、室内试验及FLAC3D有限差分法相结合的方法对新旧路基拓宽差异沉降特性进行研究。监测数据表明,由路基土体在外荷载作用下产生的黏滞蠕变只占总沉降的很小一部分。通过室内直剪试验,得出黏聚力值为21 kPa,内摩擦角值为38°;当最大差异沉降量达到最小值时,拓宽侧路基填筑高度为6 m;当新路基的沉降开始增加时,拓宽高度大于6 m;当旧路基高度不变时,新旧路基顶面和最大沉降点向外移动。在工程实际中,新旧路基的拓宽宽度增加对旧路基的影响较小。     

行车荷载和填筑高度对粉性土路堤变形的影响

不同行车荷载、不同填筑高度下的变形应力有限元分析表明:超限车辆引起粉性土路堤的过大变形是导致半刚性沥青路面结构疲劳开裂的重要因素;路堤填筑高度>8m,随路堤高度增加,路堤内的应力、应变急剧增大,路基的变形远超过路基的容许弯沉。提高压实标准,路堤内应力几乎没变化,但对减少竖向变形的作用随填筑高度增加而逐渐增大。葡氏重型不同压实度标准的压缩、回弹模量表明,提高粉土路基的压实度,特别是90%、93%区的压实度能有效地降低路基的孔隙比及变形,改善路面结构的疲劳拉应力状况。     

长期交通荷载作用下滨海软基低路堤合理高度数值分析

本文采用有限元法,研究了长期交通荷载作用下滨海软基上车辆对低路堤路基沉降、顶面应力和塑性区发展的影响,提出长期交通荷载作用下软土加固区上低路堤的合理高度,可为工程提供参考。     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

佛开高速公路软基路堤拓宽处理及拼接现场试验

佛开高速公路拓宽工程的关键技术问题之一是软基路堤的地基处理和拼接。通过试验段工程进行了路基拼接和拓宽时,不同复合地基处理方法的原型试验,研究表明,搅拌桩地基下卧层的单位压缩量小于素混凝土桩地基,拓宽路基断面的最大沉降和最大沉降速率出现在素混凝土桩加固区;老路对拓宽路堤的荷载反应敏感,老路最大沉降速率出现在拓宽路堤荷载施加完成之后;拓宽路基具有比较小的工后沉降,所采用的地基处理方法和路基拼接方法满足设计要求。     

高填方路基不均匀沉降的机理分析及防治措施

目前,填方路基是山区公路路基的主体结构。高填方路基主要分三种,一是指边坡高度超过20m的路堤;二是地面斜坡率小于1:2.5的路堤;三是不良地质、特殊地段的路堤。由于高填方路基自重大,加上行车荷载,以及施工的不规范,使得路基极容易发生沉降,导致路面开裂、沉陷等问题,对交通安全造成了极大的影响。因此如何有效的提高高填方路基不均匀沉降合格率是目前我国公路建设中亟待解决的课题。本文先分析沉降的机理,然后提出相应的防治措施。     

高速公路高填方路堤差异沉降特性研究

为了研究高填方路堤差异沉降特性,本文以某高速路堤为例,采用ABAQUS有限元软件,就不同填方高度、不同路基土压实度和不同填筑材料对高填方路堤差异沉降特性进行了研究。得到主要结论如下:高填方路堤的最大沉降值出现在路堤中部;随着路堤填筑高度的增加,路基最大沉降值明显增大,且沉降的速率也随填筑高度的增加而增加;提高路基土的压实度,有利于路堤土差异沉降的改善,但改善程度非常有限;改善路堤填土的力学性质是减小路基压缩沉降非常有效的措施之一。     

路基拓宽段差异沉降数值模拟

为研究高速公路路基拓宽段的差异沉降,利用FLAC3D软件研究了路基加筋、路堤高度、加筋层数、筋材弹性模量等因素对路基差异沉降的影响。结果表明,在新老路基拼接处设置土工格栅,可有效减小新老路基间的差异沉降;随着填筑高度的增加,路基的差异沉降明显增加;在路基拓宽工程中,铺设多层土工格栅可减少路基的差异沉降;随着土工格栅弹性模量的增加,也能有效地减少拓宽路基的差异沉降。     

冲积扇粉质黏土路基在交通荷载作用下的沉降变形影响因素分析

通过对张家口地区冲积扇粉质黏土进行动力学三轴试验以及对路基模型进行动力学有限元分析,引入敏感性数据分析方法对引起路基在交通荷载作用下发生沉降的各因素进行量化分析,得到结论如下:(1)由动力学试验可知,动应力幅值对土体动弹性模量衰减影响最大,敏感性数值达到了1.6左右,围压对于动弹性模量的衰化影响较小,敏感性数值为0.6左右,频率对于土体动模量衰化影响最弱,只有0.2;(2)数值分析计算可知,接地应力对于路基沉降影响较大,敏感性数值达到0.8左右,路堤高度影响较弱为0.2,行车速度变化对于路基沉降几乎没有影响,敏感性数值只有0.08。结合两者分析结果可得:车重是影响路基沉降最主要的因素,填土高度影响较弱,车速对于路基沉降几乎没有影响。     

路基差异沉降的形成原因及对路面开裂的影响分析

路基的差异沉降是导致路面损坏的一个重要原因,而路基差异沉降不仅发生在半填半挖或新老路基结合处,在软土地基的固结沉降与高路堤临近边坡路肩部位压实度的差异、强降雨作用导致的高路堤边坡稳定性的降低及雨水入渗导致路基软化后行车荷载的反复循环作用均会导致差异沉降的形成与进一步发展,该文在分析这类差异沉降形成机理的同时,分析了不同类型差异沉降对路面开裂的影响。     

交通荷载下低路堤高速公路路基沉降规律分析

应用COMSOL软件对交通荷载作用下低路堤高速公路路基沉降进行计算,总结交通荷载下低路堤高速公路路基沉降特点。计算结果表明：交通荷载引起的路基沉降主要发生在行车道的下,是车辙形成的主要原因;汽车前后轮间的差异沉降随车重增加而增加,随车流量增加而迅速增加,前后轮间的差异沉降是路面横向裂缝产生的主要原因;交通荷载引起的路基沉降主要发生在通车初期,通车前5年完成沉降的80％。     

气泡混凝土拓宽路基的沉降特性数值分析

基于FLAC^3D建立了气泡混凝土拓宽路基的数值分析模型,研究了不同施工阶段路基的沉降分布规律和发展过程,并分析了地基换填深度和老路开挖宽度对气泡混凝土＂应力置换＂效果的影响。研究表明：在老路荷载单独作用下,最大沉降发生在路基中心线处;在新老路基荷载的共同作用下,路基新增沉降在路基中心线处最小,在拓宽路基部分达到最大;拓宽路基的差异沉降随换填深度和开挖宽度的增大而减小。     

刚性桩-半刚性桩-土工格栅增强路基承载及影响参数

刚性桩-半刚性桩-土工格栅是加固路基工程的一种有效方法,与传统桩网结构路基相比,桩-土相互作用更为复杂。为分析其承载特性,尤其是刚性桩桩身长度、桩径、桩间距和土工加筋材料及其种类对路基沉降和桩土应力比的影响规律,研究了复合路基加固优化设计方案,开展了在静力荷载下的室内模型试验和有限元方法理论计算。研究结果表明：刚性桩和半刚性桩的承载力均主要由侧摩阻力分担,但侧摩阻力发挥程度存在一定差异;路堤上部荷载在刚性桩-半刚性桩-土工格栅加固路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,沿路堤行车方向向路堤横断面方向扩散;桩顶平面土体沉降在横断面上呈“W”分布,刚性桩能够显著减少其桩顶位置土体沉降量;在一定范围内,增加刚性桩的桩身长度、增大桩径、减小桩间距,能够减小7.12%～35.96%的路基土体变形和路基总沉降量,并提高路堤承载能力;在路堤中设置土工加筋材料,其与碎石垫层协同工作,可协调荷载在路基中重新分配,使其内部应力分布更为均衡;与土工格栅相比,土工格室具有三维立体结构,对减小路基内部土体沉降和调节荷载传递有更好的效果。在实际工程中,应根据上部荷载和地质条件,合理设计桩身长度、桩径和桩间距,选用合适的横...     

高速公路拓宽路基差异沉降影响因素研究

为了研究差异沉降对高速公路拓宽路基的影响,通过Ansys有限元计算分析软件,建立差异沉降力学计算模型,系统分析路基拓宽方式、填筑高度、拓宽宽度和土基模量对拓宽路基差异沉降的影响。研究结果表明:路基采用两侧对称加宽的方式对差异沉降的控制明显优于单侧加宽;随着路基拓宽高度与宽度的不断增加,路基产生的竖向沉降也在逐渐增大,新路基产生的竖向沉降大于旧路基,最大值出现在新路基路肩位置附近,而旧路基中心线处竖向沉降值最小;随着路基填土模量的不断增大,新旧路基产生的竖向沉降与竖向应力在逐渐减小,新路基沉降大于旧路基沉降,沉降峰值出现在新路基路肩附近。     

考虑侧向变形的高路堤沉降计算探讨

针对高填方土体由于侧向无约束,在自身较大自重应力作用下,引起边坡产生较大侧向变形,从而导致路堤自身沉降增大等工程问题,首先基于一维分层总和法中引入压缩模量随填土应力变化的修正,使路堤沉降计算时能够考虑到不同土层压缩模量因填土荷载增加而变化的情况;其次针对高路堤填土变形的特性,提出了侧向变形影响的修正系数K表达式,使得高路堤沉降与路堤高度、边坡形式及填土特性建立了联系,建立了同时考虑路堤侧向变形及路堤模量随填土高度变化影响的高路堤自身最终沉降量简化计算模型,并将模型计算结果与现场实测、模型试验及有限元计算结果进行了对比,验证了计算方法的可靠性。     

堆载预压法处理道路软基的效果分析

本文通过广州市一条堆载预压 7年的道路工程资料研究 ,发现软基区填方路堤在 2 .5～ 3.0m间存在一临界高度。路堤低于临界高度时 ,路基沉降量随路堤增高增加缓慢 ;路堤高于临界高度时 ,路基沉降量随路堤增高迅速增加 ;但路堤高度一定时 ,软基沉降量随软土层厚度变大增加缓慢。堆载 7年后 ,在原埋深 3.0m以上的软土的物理力学性质改善 2 7%～ 6 9% ,3.0m以下软土的物理力学性质改善 1%～ 5%。