不良地质下高液限黏土路基改扩建粉喷桩处治数值分析

为研究软土地基上含圆管涵高液限黏土路基改扩建差异沉降,通过室内试验及改良试验,分析高液限黏土作为路基填料的工程特性,确定路基结构,并利用ABAQUS软件建立软土地基上设置涵洞的高液限黏土路基改扩建模型,探究粉喷桩处理后不同填土加载高度下填土应力及路基沉降变化情况。结果表明,40%碎石改良高液限黏土满足路床(96区)填筑要求;随着填土加载高度的增加,周围土体会对涵洞产生应力集中,涵洞对路基有应力分散的作用;新路基的填筑会导致老路基的附加沉降;经过粉喷桩处理后,新老路基差异沉降为2.7 cm,软土地基处置恰当。     

软土地基上高速公路加宽工程的数值分析

采用有限元软件ABAQUS分析了新路堤作为附加荷载对老路堤和地基的影响.分析结果表明,加宽后老路的稳定性增强;地基中心的沉降量和沉降速率增加;老路堤横断面沉降由弯沉盆状变成了反盆状,新老路堤之间产生了差异沉降,为马鞍型分布,且最大值发生在新路堤形心位置处;同时,对水平位移和地基中超孔隙水压力的考察发现,新老路堤交界处水平位移方向发生了改变,由向道路内侧的位移变为了向外的位移,并且此处的超孔隙水压力最大,表明老路肩处地基稳定性最差,而整个地基在新路面结构施工后稳定性最差.     

石灰改良高液粘土填筑路基的边坡合理坡率

基于石灰改良高液限黏土强度显著增长,采用条分法极限平衡理论分析,强度折减法数值分析,就低剂量石灰改良高液限黏土路基边坡整体滑动稳定进行了分析。分析表明,收坡后石灰土边坡滑动稳定安全系数高于素土路基边坡,且远远大于规范要求,并提出了石灰改良高液黏土路基边坡合理坡率,即路基高度大于6m,采用1∶1.0;反之,采用1∶0.75,应用于依托工程取得预期效果。     

高液限红粘土高填方路堤稳定性及变形特性研究

雅杜高速项目沿线地形起伏较大,高填方路堤占比较大,受到路基填料和建设资金限制,高填方路堤采用红土砾料和未经处治的高液限红黏土直接填筑。采用FLAC3D基于强度折减法原理对雅杜高速典型高填方路堤建立数值分析模型,进行路堤稳定性及变形研究,验证高液限红黏土填筑厚度以及压实度标准降低对高填方路堤的稳定性和变形产生的影响。结果表明,高填方路堤拉应力区、塑性区和潜在滑动面主要分布在高液限红黏土填筑区域,影响路堤的稳定性,提高压实度可以增强高液限红黏土颗粒之间的摩擦、咬合和分子引力,从而提高土体的密实度和强度,提高高填方路堤稳定性。高填方路堤初期沉降变形主要来源于高液限红黏土填筑区域,红土砾料初期沉降变形相对较小,适当加大红土砾料填筑厚度可以有减小高填方路堤沉降变形。     

压实度对高液限黏土路堤稳定性的影响

在宁德京台高速公路A3合同段K78+700试验研究的基础上,选取典型断面利用GeoStudio有限元软件,对高液限黏土路堤的填筑进行数值模拟,分析路堤边坡在竣工期和沉降稳定期的稳定性,探讨路堤填筑过程中压实度的变化与路堤稳定性的关系。结果表明:高液限黏土的初始压实度对路堤边坡稳定性的影响与填土强度、填筑过程中孔隙水压力的消散程度、土体密实度改变等因素有关。竣工时路堤稳定性随压实度增量的增大呈现阶段性的线性增长;沉降稳定阶段路堤稳定性随压实度增量的增大略微增大。     

低压实标准下黄泛区高液限黏土路基力学性能研究

黄河下游冲淤积在山东形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失。通过室内试验,获得了黄泛区高液限黏土的物理与力学特性,揭示了该类土的压实机理及不同含水率与压实度状态下的强度与模量变化规律,发现含水率达到23%、压实度不低于90%时,土体具有较高的模量和抗剪强度。室内模型试验表明:尽管路堤按照低标准进行压实,但其承载能力不低于300 kPa;且路基以弹性变形为主,占总变形的80%左右,塑性变形处于较低水平,土体近似表现出不排气、不排水的封闭"弹性变形体"特征。最后,基于现场碾压试验,提出了路堤区高液限黏土的碾压标准和碾压工艺,即当路堤区控制含水率不超过最优含水率w_(opt)+6%、压实度高于90%且上路床经过6%生石灰处置后,路基弯沉和沉降可满足规范要求。     

宽路堤软土路基沉降的有限元模拟

通常认为路堤中央部位的沉降量要比两边路堤边坡部位大，因此一些规范要求将路堤沉降测点埋置在路堤中央。本文采用弹性模型Biot固结有限元程序对一宽路堤在软土路基条件下的沉降进行有限元模拟，认为宽路堤软土路基沉降量呈中央小两边大，并且最大沉降位置随堆栽的增高向路堤中央移动。这一模拟结果与马来西亚：Muar试验路堤的观测结果是吻合的，深圳机场宽400m的地基的实测沉降也显示出在地基边缘处沉降量大于地基内部沉降量。     

立体改扩建道路桥墩与高填方拓宽路基交叉影响研究

在立体改扩建道路高填方路基段边坡平台设置立体层桥梁，为研究桥墩与边坡的相互影响，分析总结了高陡边坡段桥墩常见病害类型和位移规范限值。并结合工程案例，借助有限元分析软件，建立数值模型，探究立体改扩建道路桥墩与高填方路基交叉影响。结果表明：地面层拓宽路基最大沉降发生在拓宽路基荷载形心处，立体层桥梁竖向和横向最大位移均发生在墩顶靠近拓宽路基最大沉降点一侧；对拓宽地基进行地基处治，能有效减少拓宽路基差异沉降和立体层桥墩位移；合理选择桥墩布设位置、路基边坡坡率和桥梁桩基深度，可以有效减小立体层桥墩的竖向和横向位移。     

高速公路改扩建软基换填拓宽段宽窄路堤判别范围分析

不同的新建路堤宽度对地基沉降影响存在差别，为分析软基换填拓宽段宽窄路堤判别范围，依托广西沿海某高速公路改扩建工程，利用数值分析软件，建立单侧拓宽路堤填筑模型。通过模拟路堤沉降，与实测数据进行对比，吻合度较高，同时得到拓宽后地基表面应力状态与沉降分布规律，结果表明：随着新填路堤填土宽度不断增加，地基表面土体受上部填土自重影响基本相同的范围逐渐增大，地基沉降曲线形态也由“勺型”逐渐发展为“弯盆型”。通过地基表面沉降曲线形态或地表最大沉降值位置与新填路堤形心投影线之间的关系，确定改扩建拓宽段路堤的宽窄，可为后续施工和设计做到有所侧重对待，具有一定借鉴意义。     

基于FLAC3D的高填方路堤施工期变形分析

鉴于高填方路堤对地基承载力要求高且在填筑过程中易发生大规模沉降,采用FLAC3D对高路堤施工期的路基中心处竖向沉降和路基坡脚处水平侧向位移进行模拟,分析了影响高路堤施工期变形的主要因素。结果表明,路堤中心处沉降量、坡脚侧向位移都随路堤土高度和重度的增加而增大;但随着路堤土弹性模量的增大,路堤中心处沉降量逐渐减小,而坡脚侧向位移逐渐增大,且二者随模量变化的趋势并不显著。     

高液限石灰改良土在拓宽路基上应用研究

提出石灰改良土工格栅加筋法处治高液限土拓宽路基。通过室内试验得到高液限土、高液限石灰改良土以及其土工格栅加筋土的基本力学特性,通过现场试验研究土工格栅和结合界面处土应变、新旧路基沉降以及沉降差,同时与高液限土土工格栅、普通填筑方法进行了对比研究。研究表明:石灰改良能够改变高液限土粒径级配,有效降低高液限土含水量、塑性指数,显著提高CBR值;土工格栅提高其抗压和抗剪强度;石灰改良土工格栅处治高液限土拓宽路基能够有效减少新老路基沉降和差异沉降,以及新老路基结合处的土应变,从而有效控制拓宽路基的结合部位开裂和不均匀沉降。     

道路改建引起的地基固结差异沉降规律研究

地基固结差异沉降是道路改建中遇到的主要问题。文中采用有限差分法模拟高速公路改建工程中直接利用旧路堤的施工过程，建立地基沉降的流～固耦合模型，计算地基和路基产生的差异沉降；分析了道路加宽方式和路堤高度对差异沉降的影响规律，模拟分析了差异沉降作用下路基的力学响应。结果表明，随着固结时间的增加，新旧路堤接茬处差异沉降逐渐明显，表面出现拉应力屈服，而且新路堤的边坡处存在沿接茬处滑坡的可能，在工程中应重点处理。     

麻竹高速某高填石路堤施工期沉降及稳定性计算分析

填石高路堤的沉降和稳定性一直是山区高速公路建设中急需解决的关键问题之一。文中对麻竹高速公路某填石高路堤施工期的沉降、侧向位移及稳定性进行了数值模拟计算,研究表明,该填石高路堤施工期最大沉降量为250mm,最大沉降部位位于该59m路堤高度的58%处,稳定性分析结果表明,该路堤边坡整体稳定性较好,正常工况下稳定性系数达到2.21;工后相当一段时间内沉降量较小。通过施工期累计沉降监测数据与数值模拟结果对比,表明监测值要比理论计算值小,并给出了原因分析。     

软土地基上高速公路加宽的有限元分析

软土地基上高速公路加宽时,新老路基结合部会出现不均匀沉降、路面裂缝等病害,采用基于二维比奥(Biot)固结理论的平面应变有限元方法分析新路堤作为附加荷载对老路堤和地基的影响。分析结果表明,加宽后老路堤出现较大的差异沉降和横坡比改变,影响路面服务性能;老路堤靠近中心线除出现略微的向上和向内的移动;老路肩有向外的较大的水平位移,加宽改变了地基中剪应力的分布,可以根据孔隙压力变化情况近似将老路堤下地基分为稳定性不同的三个区域;新路堤的沉降明显大于老路堤的附加沉降,随着加宽宽度的增加,最大沉降的位置逐渐向外移动,呈现出一定的规律性,新路堤靠近坡角处出现较大的水平位移。     

高速公路倾斜软土路基稳定性分析研究

高速公路建设过程中会遇到较多的软土地基,当软土地基基底倾斜角度较大时,特别是路堤高度较大的情况下,在对其进行沉降计算的同时,还需重点对其稳定性进行验算,并采取必要的抗滑措施,避免产生侧向滑移。结合通平高速第6合同段k34+910～k35+000的高路堤软土地基基地倾斜角度大的特点,通过开展现场钻探与土工试验,在获取准确的软土力学性质参数的基础上,建立了该路段软土路基稳定性计算模型。计算表明,未处治路堤滑动安全系数为0.586,仅采用碎石桩处治,其路堤滑动安全系数为1.047,都无法满足规范要求。采用一排钢筋砼桩+碎石桩处治后滑动安全系数为1.222,两排钢筋砼桩+碎石桩处治后滑动安全系数为1.323,处治方案技术上是可行,均可满足路堤稳定性要求。     

铁路路基承载力与路堤稳定性及沉降关系的探讨

为研究铁路路基承载力验算与路堤稳定性及沉降之间的相互关系,基于对国内相关铁路规范路基承载力规定的探讨,采用太沙基地基破坏理论计算地基承载力,分析相同参数下,地基承载力与路堤稳定性与路堤沉降之间的关系。结果表明,路堤沉降计算公式使用的前提是地基极限承载力满足设计要求;基底承载力满足要求是保证路堤稳定性及减小路堤沉降的前提。     

公路改扩建路基差异沉降特性研究

为提高公路改扩建项目建设水平,分析了路基差异沉降量的计算理论和主要原因,利用ANSYS15.0绘制数值模型,得到新老路基间的不均匀沉降变形,并探讨加宽高度、填料重度的影响规律.研究结果表明,路基竖向位移和水平位移基本呈中间小两边大的"凸"形变化趋势,其最大值分别位于土路肩的边缘和新老路基结合位置;随着加宽高度和填料重度增加,加宽路基和地基土各监测点的沉降变形和新老路基间差异沉降也随之变大,且路基加宽高度从2 m至12 m,新老路基不均匀沉降提高129.3％,填料重度每提高5 kN/m3,新老路基差异沉降平均增加79.4％.     

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。     

改扩建道路纵向加高拓宽路基沉降特性与影响因素研究

依托惠盐高速深圳段改扩建工程，建立加高拓宽路基变形计算模型，分析了路基弹性模量、地基压缩模量、路基加高高度等因素对路基沉降变形的影响，得到了旧路加高拓宽沉降变形特性。研究结果表明:当拓宽部分地基较软弱或旧路加高高度较小时，横断面的沉降曲线呈“反盆形”；当拓宽部分地基压缩模量较大或加高高度较大时，横断面的沉降曲线呈“盆形”；随着新填路基弹性模量的提高，道路的不均匀沉降量逐渐减小，但减小的速率逐渐降低；对地基进行加固处理后的压缩模量不宜超过既有道路下地基的压缩模量，过分加固地基可能会使路面形成反向坡；对于路基加高高度小于2 m的路段，宜使拓宽部分地基的压缩模量大于旧地基；对于路基加高高度大于2 m的路段，则应使拓宽部分地基的压缩模量小于旧地基。     

热带气候高液限红黏土直接填筑路基的可行性探讨

为了探讨热带气候条件下高液限红黏土直接填筑路堤的可行性,以喀麦隆雅杜高速公路项目高液限红黏土现场填筑施工情况为依托,开展室内外试验研究,针对高液限红黏土路的物理力学性质及工程特性,鉴于高液限红黏土路基修筑中所面临压实性差、失水收缩开裂、稳定性差等问题,提出了高液限红黏土地区公路路基修筑的可行性。