高速公路路堤逐级填筑下路基沉降变形数值仿真分析

路基填筑是一个逐级加荷的过程,其沉降量的计算不能用一次加荷的理论公式进行计算.为了模拟逐级加荷条件下路基的沉降变形,基于PLAXIS有限元软件针对河南岭南高速公路一典型路基沉降观测断面的边界条件,建立了有限元模型,得到了路基在各级荷载作用下地基不同位置的应力、应变数值和图形.将数值计算结果与沉降监测数据进行对比,有良好的一致性.研究成果为路基填筑施工控制提供了科学的参考.     

多年冻土路基融沉数值模拟

为考察多年冻土路基在温度变化下的融沉问题,建立了相应的有限元模型。通过选取典型断面,在青藏公路实测数据的基础上进行了路基温度场计算模拟,其结果为后续的路基融沉提供了温度场-力学耦合计算的前提。路基融沉计算模型在导入温度场后,分别进行了自重作用和温度作用下的融深对地基沉降变形影响的计算。结果表明,不同的冻土融深对沉降变形影响不同。多年冻土地区修建公路,应采取措施保护冻土上限,减小路基融化深度。最后,在融沉计算的基础上提取了相应的融沉曲线回归式。     

张桑高速公路路基沉降预测方法研究

以张桑高速公路3个典型路基断面实测数据为研究对象,采用灰色GM(1,1)、Verhulst和非等时距UGM(1,1)三种模型对各断面的沉降数据进行了拟合及预测,根据计算结果确定了各阶段最适宜的预测模型并利用该模型对各断面的工后沉降进行了预测。结果表明,Verhulst灰色模型模拟和预测精度更高,适用于路基断面的中长期沉降预测,预测结果可为路基施工提供参考。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

山区高速公路路基差异沉降数值分析

为了确定路基差异沉降规律,结合河北某高速公路具体工程实际,选取路基建设中有代表性的路基断面建立有限元模型,分别对横向半填半挖式、高填方及纵向填挖交界处等三种情况下的沉降状况进行了数值分析。结果表明:路基差异沉降最不利的位置出现在路基边坡处,建议道路建设过程中应重视路基边坡,特别是特殊路基填方处路基边坡的稳定性。     

L形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维有限元分析

将加筋土挡墙应用于旧路基拓宽工程,采用土工格栅加筋结合L形钢筋混凝土面板的直立式加筋土挡墙,将地基、新老路基作为一个整体考虑,利用ABAQUS软件建立三维有限元弹塑性模型,计算并分析了土工格栅及铺设层数对拓宽路基顶面位移与应力分布、面板侧向位移以及旧路基变形特征的影响,及土工格栅抗拉强度在拓宽路基中的分布规律。结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟拓宽路基加筋后顶面沉降、面板侧向位移、顶面平均应力分布以及土工格栅抗拉强度的变化规律。     

大气环境作用下不同排水条件铁路道床层水力性能研究

降雨入渗和温度的变化往往是引发高速铁路路基发生大变形的重大诱因。基于非饱和土的基本理论构建铁路路基考虑降雨入渗和温度引起的饱和度差异的热—水—力(THM)耦合计算模型,通过有限元算法对模型进行了计算得到了不同道碴处理下道床层土体的饱和度差异。结果表明沥青道碴很大程度减小了道床层的饱和度;道床断面处不同位置饱和度存在差异;同时,沥青道碴对减小道床层的变形起到了重要作用;道床层的饱和度也与其渗透系数密切相关。     

城市道路路基拓宽处治中土工格栅数值分析

公路改扩建城市道路工程中通常采用土工格栅处治路基拓宽搭接处新旧路基差异沉降。相关设计规范明确了新旧路基差异沉降的控制技术和控制标准,但对于土工格栅在路基拓宽处治段中最佳布设层数和竖向间距、位置等目前多为经验性的缺乏相应的设计方法和规范指导,存在经济上的浪费或效果不佳。以荆门南高速出入口综合整治工程拓宽搭接段为研究对象,建立路基拓宽有限元计算模型,通过有限元数值分析研究铺设不同方式土工格栅拓宽路基对路面竖向位移及路面横坡比的影响。根据计算结果确定了合理的格栅竖向间距与铺设方案,该研究结果可以为公路改城市道路路基拓宽处治提供方案参考。     

基于应力相关回弹模量模型的路面设计研究

基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型。在土基层采用具有应力相关的动态回弹模量Uzan模型,对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算,并根据Uzan模型的参数对路基变形计算的影响进行了讨论,通过与静态回弹模量的对比,揭示不同路基回弹模量模型对路基土应力应变行为的影响。有限元分析结果显示,随着轴重和轴型的增加,路基工作区深度不断扩展,多轴荷载应力的叠加效应在路基深层愈加显著;采用应力相关的回弹模量与线弹性回弹模量相比,路基的竖向位移更大,承担的载荷压应力略小,工作区深度有所增加。     

非埋式路基桩板结构温度效应实用简化计算方法

非埋式路基桩板结构是高速铁路无砟轨道路基的一种新型结构,此类钢筋混凝土结构属温度敏感结构,温度作用分析是迫切需要而尚未完全得以解决的问题。基于变形协调条件,同时考虑桩-土共同作用特性和钢筋混凝土桩列所具有不同的弹塑性性质,建立桩板结构的二维等效框架结构计算模型,然后推导出温度效应的计算公式;结合遂渝线桩板结构模型,利用此理论和有限元软件对桩板结构进行计算比较分析。结果表明,理论计算结果与有限元计算结果吻合良好,验证了该方法的正确性和可行性。     

深汕西高速公路浸水路段路基稳定性的评估

借助室内试验、可靠度分析和有限元技术,采用Duncan-Chang非线性本构关系,建立了土性参数随机场模型,对深汕西高速公路浸水路段路基的稳定性进行了评估。评估得出的结论与现场监测反馈的结果相一致,从而证实了采用非线性摄动随机有限元法评估浸水路段路基稳定性可靠度是可行的,可供今后类似的工程处理提供借鉴。     

随机多孔材料模型在大坝保温方案分析中的应用

该文阐述了采用有限元方法模拟多孔材料模型的导热系数与孔隙率之间的非线性关系.有限元模型中的固体物质和孔隙根据孔隙率的大小及孔隙分布随机生成,模型中的材料参数和单元属性用ANSYS中的APDL参数化语言赋值.根据有限元随机模拟考虑传导和辐射条件下的断面的热流密度分布,计算在不同孔隙率条件下的等效导热系数.研究表明,多孔材...     

碎石桩处理软土路基沉降的有限元分析

软基公路一般具有较大沉降,这是软土基承受载荷能力较差导致的。较大的沉降会使道路损害严重,还会导致交通事故发,因此进行软土基沉降控制研究十分关键。文章从碎石桩作用机理和施工工艺出发,通过PLAXIS有限元软件建立数学模型对软土基和碎石桩处理地基进行有限元分析,得出碎石桩对处理软基公路沉降有较好效果,可为今后软基公路的沉降处理提供理论依据。     

行车荷载作用下路基附加应力动态分析

该文在考虑材料动态参数基础上,借助ABAQUS通用有限元软件,建立三维有限元模型,采用动态分析的手段,计算了不同车速下路基竖向附加应力,并与静态分析结果进行了对比。结果表明,采用材料动态参数下,路基内部及顶面竖向应力动态分析值分别高出静载下计算值8%与10%;低车速下路基竖向附加应力偏高;动态分析时间点的选取对附加应力值影响显著。     

单点支承单箱多室连续梁的空间受力分析

本文对支承条件、桥型各异的3座单箱多室连续梁桥,采用有限元平面杆系程序和有限元空间架格程序分别加以计算,结果发现单箱多室连续梁桥内外肋纵向内力的强度沿截面分布很不均匀;且由于单点支承或相邻支承条件的不同,截面横向发生的沉陷较大,其纵向内力出现重分布。梁纵向内力与通常的平面杆系计算结果有较大的出入,误差之大,若仅采用杆系程序计算结果,再提高10％的“安全”系数,一方面造成材料不必要的浪费,另一方面将导致设计不安全。     

基于有限元强度折减法的岩腔路基稳定性分析

该文以重庆市某城市主干道岩腔路基工程为背景,运用有限元强度折减法对其进行了稳定性分析,计算出两种工况下路基的破坏模式以及稳定安全系数。通过计算分析,表明工况二相对于工况一的稳定安全系数有较大提高,同时也说明有限元强度折减法是解决岩腔路基稳定性分析问题较好的方法。     

池塘抽水对临近软土路基变形影响分析

以某高速公路工程为例,运用有限元分析方法,考虑无加固以及“高压旋喷桩+钻孔桩”联合加固两种工况,研究深水池塘抽水对已有高速公路路基变形的影响规律。分析结果显示:路基沉降随着抽水深度成非线性增长,其增长速率随着抽水深度增大而减小;抽水造成临近路基不均匀沉降,靠近池塘一侧的路基沉降较大;采取加固措施对路基水平位移以及沉降有很好的控制效果。     

拓宽加载对旧路基附加沉降影响数值分析

基于有限元数值分析方法,对路基拓宽工程中,新路基填筑对旧路基附加沉降的影响进行了研究。选取6 m厚软土地基双向4车道的两侧拓宽工程作为数值模拟原型,新路基填筑分别采用不同的填筑、固结间隔期的分层加载方式,通过监视旧路基坡趾下方不同深度的指定观察点,提取观察点的沉降-时间曲线,分析其加载过程的沉降特征,获取不同拓宽加载方式下旧路基下地基影响深度范围内附加沉降的变化特点及沉降完成时间。研究结果表明,新路堤填筑加载总量一定时,不同填筑方式引起的旧路堤附加沉降基本为定值,根据堆载高度可以确定旧路基最终沉降量;新路堤填筑方式影响旧路堤的沉降完成时间、填筑加载时间与自然固结时间相对集中时,旧路堤完成沉降所需工期较短。     

新建路基开挖换填对下方既有盾构隧道影响研究

依托南京市某市政道路上跨既有超大直径盾构隧道工程,分别采用二维梁-弹簧法与三维有限元法对路基开挖与回填等工况进行数值模拟,分析了不同工况下既有盾构隧道衬砌结构的受力与变形情况,并对其安全性进行评估。结果表明:新建路基换填采用轻质泡沫土的处理方式安全可行;既有盾构隧道结构受力及变形均在规范允许范围内;新建路基工程不会对下方的盾构隧道结构造成安全影响。     

基于ABAQUS的公路软基沉降预测非概率可靠度研究

高速公路软基沉降是影响路基稳定的重要因素,合理预测路基沉降对于保障路基安全具有重要意义。ABAQUS有限元软件能够处理非常复杂的问题和模拟高度非线性问题,在预测软基沉降方面有很好的应用前景,但鉴于土体参数的变异系数远比一般人工材料大,现行的勘察手段对土体存在较大的扰动,致使勘察数据不能真实反映土体性质,从而很难精确计算和预测软基沉降。在应用ABAQUS有限元软件预测软基沉降的基础上,引入非概率可靠度理论对预测结构进行可靠度分析,从而对预测结果的可信度进行评价。