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.     

新旧路基结合部变形特性有限元分析

针对旧路拓宽工程中新旧路基结合部的变形问题,以Mohr．Coulomb模型为基础,采用有限元方法对路基结合部的变形性状进行计算分析,为旧路拓宽工程中新旧路基结合部的处治提供理论依据。     

新填土性质对新旧路基变形的影响因素研究

为探究旧路扩建中新填土性质对新旧路基差异变形的影响,通过ABAQUS有限元软件建立旧路扩建模型,计算路基顶面的横向位移与竖向位移,并探究新旧路基差异变形特性,采用正交实验法对新填土重度、压缩模量、内摩擦角以及黏聚力共4种因素进行研究分析。结果表明:道路拓宽后,新旧路基坡脚下的地基均发生了相对集中的横向位移,最大横向位移产生在路基结合部处附近,旧路基会向上隆起,并且最大竖向位移发生在新路基中心靠近边缘的位置;填土性质对新旧路基横向与竖向位移影响的重要性顺序为:重度压缩模量内摩擦角黏聚力,因此,改扩建工程中,应在合理范围内选择重度较小、压缩模量较大的路基填土来减小新旧路基差异变形。     

拓宽路基变形的流固耦合数值分析

以深圳市水官高速拓宽工程为依托,运用有限元软件ABAQUS对路基拓宽工程中的新老路基之间的差异沉降进行模拟分析,对拓宽路基在修筑阶段及工后运营阶段的变形特性、应力和孔压的变化进行研究,揭示拓宽路基差异沉降的规律和机理。     

湿陷性黄土拓宽路基变形特性及强夯法处治效应模型试验

为揭示湿陷性黄土地区过湿拓宽路基变形破坏机理及强夯法处治效应,研制了离心场土工构造物变形测试系统,升级传感器电测手段,以浸水入渗条件下高速公路拓宽工程为研究载体,建立与实际应力相符的离心试验模型,通过试验得出了浸水增湿后拓宽路基的沉降变形特征和拓宽地基强夯处治效果。结果表明:拓宽路基坡脚处高含水量对拓宽黄土路基稳定性有显著影响,新路基坡脚水分聚集或地基内部水位上升导致黄土地基发生湿陷的条件成熟,在上部拓宽路基荷载的作用下,整个地基会发生整体或局部湿陷,进而引发整个拓宽新老路基脱节滑移;强夯法能很好地改善黄土地基的湿陷性,保证拓宽路基的整体稳定性。     

软土地区道路加宽工程路基差异沉降特性研究

由于软土特殊的工程特性,在软土地基上展开城市道路改扩建项目难度比一般地区更大,解决新旧路基之间出现的差异性沉降问题是关键。首先分析了软土地区城市道路拓宽可能出现的病害形式及机理,随后以某市政道路为工程依托,利用有限元计算软件ANSYS15.0对新旧路基在不同拓宽宽度、不同路基高度、不同地基土模量下的差异沉降规律进行研究,最后提出降低软土地区城市道路改扩建项目新旧路基不均匀沉降的技术措施及其影响效果,以期为类似的道路改扩建项目建设提供一定的理论指导。     

不均匀沉降对路面结构力学的影响及控制标准

通过对现有的公路改扩建工程项目进行理论分析与试验研究,发现如果新旧路基结合处或拓宽地基的处理不恰当,可能导致新旧路基的不均匀沉降太大,从而使路面产生纵向裂缝,影响公路的正常使用。以延安北过境线工程为依托,运用数值模拟、理论研究等方法对不均匀沉降的特点和控制标准进行研究。结果表明:不均匀沉降主要由新旧路基的压缩变形、拓宽路基部分地基固结沉降和新旧路基结合部滑动变形引起。     

高速公路拓宽工程新老路基差异沉降分析

应用有限元程序建立了拓宽工程路基变形的计算模型,以沉降和水平位移为指标,考察了新旧地基不同固结程度对路基变形的影响.研究结果表明:新旧地基的固结程度影响沉降曲线的形状,尤其对差异沉降的影响较大.     

基于连续-离散耦合的公路拓宽路基变形及换填处治宏细观分析

公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施,而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题,采用连续-离散耦合数值分析方法,对路堤边坡断面建立二维模型,连续、离散网格区域分别采用有限差分连续元和颗粒离散元进行建模。基于模型不平衡力变化规律、细观接触力链与宏观变形特征、细观配位数与土体沉降机理等模拟结果,从宏观和细观两个角度协同分析拓宽路堤差异沉降及其对路基变形的影响,并针对采用轻质土方式进行道路拓宽的工程效果进行了模拟分析。结果表明:(1)细观颗粒的不平衡单元面积比参数可与宏观不平衡力共同判定计算模型的收敛性及计算结果的合理性;(2)路基拓宽前后,细观接触力的分布规律可表明土体宏观位移变化的发展方向;(3)模型中细观颗粒在计算过程中的配位数变化可解释土体沉降变形机理;(4)采用轻质土换填方式拓宽路基,可大幅减少路基的沉降变形及新旧路堤的差异沉降,表明该技术应用于软土区域的公路拓宽工程具有显著优势;(5)连续-离散耦合分析方法可反映公路路基变形破坏的力学机制及差异沉降产生的内在本质,可在岩土工程灾害防控措施及其机理研究方面进一步推广应用。     

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。     

基于有限元模型的拓宽路基沉降规律分析

路基拓宽是目前道路领域中最常见的改建工程之一,在拓宽道路施工及运营阶段,容易产生不均匀变形而诱发各种道路病害。为了获得路基在拓宽后的变形状况,现运用通用有限元程序ABAQUS构建了路基拓宽模型。基于该模型,分析了道路地基顶面在拓宽工程影响下的沉降规律,并在此基础上分析了拓宽宽度、分层拓宽厚度及施工固结时间等因素对道路沉降量的影响。结果表明,路基拓宽后,沉降变形量是从老路基的中心点处开始发生,到新老路基交界处,沉降变形量达到最大值,然后逐渐减小至新路基边缘为0;随着新路基拓宽宽度的增大,地面沉降量也随之增大,且变形曲线更为平滑;每层拓宽厚度对最终沉降量的影响较小,但是其达到最终沉降的值的变形路径不同;施工期固结时间对最终沉降量的影响可以忽略不计,但是对施工后沉降量的影响较为显著。     

不同工程条件下新老路基不协调变形特征有限元分析

新老路基不协调变形是路基拓宽工程病害的最根本原因,充分掌握不同工程条件下不协调变形的特征是路基拓宽工程设计和新老路基接合部处治的基础.运用有限元软件,建立模型对各种不同工程条件下新老路基不协调变形的特征进行有限元仿真分析并得出结论.研究成果对道路拓宽工程中新老路基结合部处理有一定借鉴意义.     

不同拓宽条件下新老路基不协调变形特征分析

道路拓宽工程中,新老路基不协调变形是导致路基路面病害的根本原因。选取某高速公路拓宽路基的典型断面,建立二维有限元数值模型进行分析。分析了在不同的拓宽方式、拓宽宽度、地基强度、修筑方式等拓宽条件下,新老路基顶面不协调变形曲线形态的规律及不协调变形的典型特征,并阐述了上述拓宽条件对于不协调变形特征的具体影响。探讨了导致新老路基不协调变形的内在原因,并针对部分不协调变形特征提出初步工程处治措施。通过室内路基模型模拟路基拓宽所造成的新老路基不协调变形,所获结果与数值模拟分析吻合。     

老路改建中路基加宽处不均匀沉降有限元研究

道路拓宽中新旧路基产生的不均匀沉降是导致路面产生纵向裂缝的主要因素。对此,首先分析了不均匀沉降产生的原因,并运用有限元软件ANSYS建立了道路拓宽处仿真模型。计算结果表明,土工格栅在处理新旧路基沉降中具有明显的作用,为旧路拓宽工程中不均匀沉降的处治提供了参考。     

高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论与工程实践现状

软土地区高速公路路基拓宽改建工程中,由于新旧路基地基土的固结特性、应力路径及承载力等方面的显著差异性,加之新填路基对旧路基的附加荷载效应,新旧路基的沉降速率和累积沉降量会显著不同,往往造成新旧路基间较大的差异沉降,严重时会导致路基纵向拉裂等病害。就高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论研究进展和地基处理的实践经验现状进行归纳总结,分析既有研究成果中的不足之处,探讨进一步深化研究的方向和可能路径。     

基于拓宽罩面刚性基层的路基差异沉降标准研究

针对水泥混凝土路面拓宽罩面结构的受力特征,通过现行设计规范对复合式路面疲劳应力进行了验算,采用有限元对碾压混凝土刚性基层因路基差异沉降引起的板顶横向和竖向应力分布进行了计算。结果表明,随着路基差异沉降量的增加板顶最大横向拉应力亦增大,为满足碾压混凝土3.5MPa设计弯拉强度的要求,新旧路基差异沉降量应控制在50mm范围内。     

基于FLAC3D的泡沫混凝土密度分层对高速公路老路拓宽的影响

新老路基结合部分的不协调变形是高速公路改扩建的关键难题,重复不间断的交通荷载作用,会加大新旧路基间的差异沉降。研究目的是使用泡沫混凝土作为拓宽路基材料,提出沿路基高度自下而上泡沫混凝土密度递增的新理念以有效减小差异沉降。研究方法是通过制备实验与数值模拟相结合,确定出不同密度下泡沫混凝土的力学参数,在FLAC3D中分析不同密度下老路拓宽的沉降规律;并与传统的设计方案对比,得到工程中泡沫混凝土密度分层方案的优化设计。研究结果表明:采用下部密度小、上部密度大的泡沫混凝土更有利于控制新老路基结合部的不协调变形,节省材料和造价。下部密度小能有效减少整体路基的自重应力,上部密度大的泡沫混凝土刚度大,能有效扩散路面结构的附加应力和行车荷载,降低深部软土承担的附加应力,减少新路基沉降,控制路基结合部的不协调变形。该研究可为高速公路改扩建时的泡沫混凝土设计和施工提供有益的参考。     

超大直径覆塑热镀锌钢波纹管通道涵施工技术

为了克服传统的钢筋混凝土涵洞与路基协同变形能力差、极易造成地基不均匀沉降的缺点,提出了一种新型的超大直径覆塑热镀锌钢波纹管通道涵。对波纹钢板和平面钢板进行承载力试验,对比2种管涵的承载特性,分析管土受力特性和整体结构的协同变形能力,在经济效益方面与传统管涵进行对比。结果表明:新型超大直径覆塑热镀锌钢波纹管通道涵耐腐蚀性好,受力合理,整体结构与路基协同变形能力强,在工程中应用时表现出良好的工作性能和经济效益。     

高速公路拓宽设计及拼接缝的处理

通过将拓宽段新路基的受力机理与桥头过渡段受力机理比较,将桥头过渡段模型引入到拓宽路段的设计中。并以沪宁高速昆山试验段为例,从构造模型、路面设计、垫梁和粉喷桩设计、新路基设计等方面来阐述高速公路拓宽段的设计。认为按其设计高速公路的拓宽部分能较好地处理新旧路面的拼接缝,在新旧路面结合处打设的粉喷桩不仅能提高地基承载力,减小沉降;还能较好地处理软弱的老路基边坡,并减小新路基对老路基的不良影响。     

山区拓宽公路新老路基不协调变形分析

运用数值分析法,建立山区拓宽公路路基有限元模型,分析了山区拓宽公路新老路基的不协调变形特征,并对其在道路拓宽工程中产生的破坏形式进行论述,为新老路基的处治提供参考。