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％。     

冻融循环与动载耦合作用下低路堤路基沉降数值研究

为探讨动载与冻融循环耦合作用下低路堤路基的沉降规律,以季冻地区典型低路堤断面为研究对象,利用ADINA有限元数值分析软件,建立了冻融循环和行车动载耦合作用下的路基三维分析模型。根据冻融循环期,将模型划分为6个过程模拟分析了低路堤沉降的竖向、水平位移及最大剪应力随时间和交通量变化的一般规律。研究结果表明:低路堤路面竣工后前6年弯沉增加较快,随着时间的推移,累积沉降逐渐趋于稳定;随着车流量的增加,由行车荷载和冻融引起的累积沉降和剪应力增大速度增快,限制超载是减小累积沉降的关键;隔离层能有效控制路面弯沉、地表水平位移和剪应力;分析模型实现了路基冻土体力学特征值的动态控制,为季冻区的低路堤沉降变形计算提供依据。     

高速公路扩建工程路面施工对路基沉降的影响

软土地区高速公路拓宽路堤填土完成后,常采用等载预压来消除路面结构层荷载引起的软土层沉降.桩承式加筋地基承载力大,对软土处理效果好,等载预压的必要性值得讨论.以广三高速扩建工程为依托,在扩建工程路面结构层施工期间,对典型断面进行动态沉降监测.监测结果表明,路面结构层荷载对路基沉降的影响不大,新旧路差异沉降较小,工后沉降小于规范要求;在保证复合地基和路堤填土压实施工质量的前提下,采用路面等载预压方式预防路面结构层荷载引起拓宽路堤发生较大的沉降的必要性不大.     

交通荷载下低路堤高速公路路面路基振动测试与分析

交通荷载的作用使得路面路基产生动力响应,为了掌握和分析交通荷载在低路堤高速公路路面路基中的振动响应,对连盐高速公路一低路堤工程段进行了现场测试,采用强震仪及动土压力盒测试在不同车型、不同车速工况下路面及路基不同深度的动力响应,根据对测试结果的分析,得出了一些有价值的结论,对今后指导低路堤高速公路路基设计和处理有一定的意义。     

不同高度拓宽路堤在行车荷载作用下的仿真分析

针对京石高速公路拓宽工程情况,采用ANSYS进行仿真计算,以最大差异沉降(应变)和路面结构层拉应力为计算指标,分析在行车荷载作用下不同高度拓宽路堤的应力、应变(或沉降)情况。研究表明:1行车荷载对路基顶面差异沉降有影响,路堤高度越小,影响越大。当路堤高度达到16m后,行车荷载影响增长率小于5%;2在超载30%情况下,路堤差异沉降增长率:1.6m高路堤的增长率为19.07%,5m高路堤增长率为14.12%,8m高路堤为13.00%;轴载25kN对路基沉降影响可忽略不计;3同一时间,路堤高度越大则累积最大塑性应变越大;高度一定则塑性应变增长率随着时间的发展逐渐减小;4随路堤高度增大,沥青路面结构应力松弛效果产生的速度越快。     

桩承式加筋路堤关键问题研究

利用弹塑性有限元方法研究了桩承式加筋路堤应用中的几个关键问题,包括桩承式路堤的沉降组成和分布规律、适用条件、荷载分担比的影响因素等。具体研究了未打穿软土层情况下不同路堤高度时的路堤沉降规律,在打穿和未打穿2种情况下荷载分担比随桩托板尺寸、桩间距、路堤高度等因素的变化规律及土工格栅的作用。结果表明:路堤沉降主要取决于桩端以下软土层的压缩;荷载分担比随桩托板尺寸和路堤高度的增加而增大,随桩间距的增加而减小;土工格栅对荷载分担比和路堤沉降影响都不大。     

交通荷载作用下低路堤软基的室内试验研究和沉降计算

采用自行设计、改进的固结仪进行了低路堤情况下交通荷载的模拟,并总结出不同循环荷载比时路基沉降规律的曲线。在此基础上,进一步推导了循环次数和累积应变的关系表达式。对交通荷载作用下低路堤路基的沉降进行了初步的研究,通过一个工程实例的计算,证明了该方法的正确性,对低路堤设计特别是粤东地区的低路堤设计将有一定的指导意义。     

路基路面结构的动力特性试验研究

路面路基结构的沉降变形主要来自地基路堤土层的固结压密沉降和交通荷载反复作用下路面路基各结构层的累积残余变形。文章论述了路面路基结构在车辆荷载作用下的动力特性试验研究,通过比较水的浸入和压实密度降低两种因数对路面路基结构应力和变形特性的影响程度可发现,水的浸入对路面路基结构应力和变形的影响要大于压实密度降低对路面路基结构的影响。水的浸入和碾压质量不高是造成路面早期破坏的因数之一。     

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。     

移动荷载作用下近桥台处路面结构动力响应的有限元法分析

应用ABAQUS有限元建立了桥台后路堤路面动力计算的三维模型，将车辆荷载表达为反复移动的分布荷载（移动荷载）形式，并编制了VDLOAD子程序。通过有限元Explicit计算模块，首先分析了行车速度、材料阻尼比与轮胎压力对路面结构动响应的影响；其次，着重分析了车速90km／h、阻尼比5％、胎压700kPa条件下单次与多次循环荷载作用下路面动应力与位移的变化规律。分析认为，随着开放交通后道路使用时间的增长，路桥过渡段差异沉降的累积将导致近桥台处路面结构损坏程度加剧，从而影响道路的正常使用。     

高填方路堤工后沉降监测试验研究

为探讨高填方路堤在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某高填方路堤进行了工后沉降现场监测,分别在行车道和路肩位置布置单点沉降计,监测了工后沉降变化情况,分析了高填方路堤沉降随时间和空间的变化规律。以填方路基工后沉降原位监测结果为基础,探讨了高填方路基工后沉降预测回归模型。研究结果表明:路肩位置沉降大于行车道位置沉降;路基沉降随时间增加而增大,高填方路堤填筑结束1 a后沉降趋于稳定;汽车荷载作用下路堤沉降不会出现较大的增长趋势;对数模型能较真实地反映高填方路基的工后沉降规律。     

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。     

路面不平度对低路堤动应力的影响研究

基于正弦函数变化的路面不平度和两自由度的四分之一车辆模型,推导出车辆随机动荷载计算公式,研究路面不平度对车辆荷载作用下低路堤动力响应的影响规律。建立车-路耦合三维动力有限元模型,计算分析6种工况下不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤的动应力,得出低路堤动应力均随路面不平度值的增加而增大,且与车辆附加动荷载系数m近似为线性关系;提出不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤动应力计算模型,并对比有限元模型得到的低路堤动应力与应力计算模型得到的低路堤动应力。     

基于超限学习机的黄土高路堤预拱超填研究

黄土山区公路建设存在大量V形冲沟,使路基产生过大工后沉降,为解决工后超标准沉降问题,减小工后沉降处治成本,需设计路基预抛高（预留沉降量）,使公路交工验收时高程符合设计要求。现行规范对如何布设预抛高没有明确说明,因此有必要研究黄土高路堤沉降分布规律,提出其预拱超填方法,针对此类问题依托渭武高速公路工程,通过对试验路历时2年多的沉降观测,得到路基施工期、路面施工期及公路通车1年后的路基沉降数据,提出黄土高路堤沉降随时间和空间的分布规律,得到路堤沿时间及纵、横断面的沉降分布特征,为黄土高路堤填筑末期预抛高的布设形式奠定了基础;基于超限学习机算法,建立黄土高路堤工后沉降预测模型,利用实际沉降观测数据与模型预估结果进行对比,采用平均绝对百分误差对预测结果精度进行评定;最后,通过定量分析填土高度、施工速率、路面重力、路基路面验收时间及交通量修正对路堤工后沉降的影响,提出基于可靠度的黄土高路堤预抛高预测模型及公式,据此给出基于超填平衡的试验路纵、横断面预抛高设置方法,并通过工程实例,验证预抛高模型及公式的准确性。研究结果表明：该沉降预测模型精度良好;研究结果可为黄土地区高填方路基填筑末期预抛高的详细布设提供参考。     

循环荷载下水泥土桩复合单元体变形特性及其地基长期沉降计算方法

对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明：循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。     

交通荷载作用下路堤高度对残余变形影响研究

通过对交通荷载作用下路面结构体系的数值模拟,计算了路基中竖向动应力的变化,并采用室内动三轴试验,研究了软土地基在循环荷载作用下累积变形的规律,最终建立了交通荷载作用下软土地基残余变形的计算关系式,并分析了路堤的残余变形量与其高度的关系。     

交通荷载影响下土石混填高路堤沉降规律数值分析

土石混填高路堤作为山区高速公路建设常采用的一种路基形式，其工后沉降控制已成为山区高速公路建设的难题。建立了交通荷载作用下高路堤动力模型，利用有限元软件ANSYS进行了数值仿真分析，研究了车速为100km/h三车道三辆车交通荷载作用下高路堤的沉降规律，分析了土石混填高路堤在其影响下的沉降与循环次数关系，为施工控制沉降措施提供了依据。     

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。     

车辆荷载作用下桩承式加筋路基的动力特性分析

以车辆荷载作用下桩承式加筋路基为研究对象，引入黏弹性人工边界，建立了三维车辆-路基整体有限元分析模型，分析了车辆动荷载作用下桩承式加筋路基的动力响应特性。结果表明:加筋体的存在可有效减小车辆荷载作用下路基的动力响应，随加筋体层数及其弹性模量的增加，路基的动力响应减小更为显著；随着车辆荷载频率的增加，路基路面沉降及内部应力增大；路基竖向位移随桩间距的增加而增加，桩的模量对路基的动力响应也有一定的影响。     

暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽重载动力响应模型试验

利用重载动力响应模型试验装置,对路堤下伏溶洞的变形破坏机理与稳定性进行了深入分析,归纳出路基下不同部位变形破坏特征,分析了暗河漏斗地区高填路堤的稳定性。得出了路基路面在不同荷载作用下相应产生变形,传递到路面下各结构层并引起相应沉降变形,最终导致了路面塌陷和坡脚的破坏,确定暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽,为暗河地区高填路堤整治方案奠定了基础。