湖南某高速公路膨胀土变形特征相关性试验研究

通过室内大量膨胀土试验，对湖南某高速公路3种膨胀土击实土样的变形特征相关性进行了研究。研究结果表明：对于同一种膨胀土，其膨胀力和膨胀量的大小主要取决于土的含水量和干密度；根据试验数据进行半对数线性回归分析，线性相关显著；同时对膨胀土的变形机理进行了探讨。研究结果为膨胀土路堤的设计及膨胀土地基处理提供了重要依据。     

高速公路改扩建软基换填拓宽段地基变形分析

高速公路改扩建新旧路基结合处的处治至关重要，同时软基处治和双侧拓宽填筑顺序也将影响路堤填筑效果。为探究高速公路改扩建软基处治段地基沉降与深层水平位移的变化规律，依托广西某高速公路改扩建工程，利用有限元数值分析软件，结合现场监测数据，建立双侧拓宽路堤填筑模型，研究表明：(1)山间沟谷相软土为由软到硬渐变型软弱土，厚度3.0 m,下卧层为风化砂岩层，软弱土可采取碎石换填处治；(2)双侧拓宽的填筑顺序对软基换填侧地基变形影响较小，软基换填处理效果显著。     

膨胀土边坡地基的治理措施

膨胀土地基被认为是“建筑地基之癌”,尤其是膨胀土边坡地基的危害很大,治理更是难上加难。为了解决膨胀土地基上的建设难题,郧县工程技术人员经过30多年的研究和实践,总结出膨胀土边坡地基的治理经验,攻克了膨胀土的技术难关。     

石屑改良膨胀土的物理力学特性研究

基于膨胀土的物理改良方法，研究了石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性。对石屑不同掺加量的膨胀土混合料进行颗粒筛分试验、标准击实试验、液塑限试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验以及回弹模量试验，研究石屑对膨胀土的活动度、无侧限抗压强度值、CBR值以及回弹模量值等物理力学指标的影响。研究结果表明:掺入石屑后，能有效降低膨胀土的活动度，显著提高无侧限抗压强度、CBR和回弹模量等力学指标；当石屑掺量大于15%时，膨胀土活动度的降低幅度，以及无侧限抗压强度、CBR和回弹模量提高的幅度变小。     

富水软土区路基承载力的计算及碎石土换填技术的应用研究

道路浅层软土地基处理是施工中常见的问题，而换填技术是处理浅层软土地基常用的方法。针对益阳东部新区外环路软土地基问题，在考虑经济及满足地基承载力的前提下，选取碎石土换填技术进行软基处理，并对该方案进行详细阐述及理论计算与分析。     

膨胀土地基浸水膨胀变形模型试验研究

通过10 m×2.5 m×4.1 m(长宽高)的大型模型试验,研究了深层浸水条件下膨胀土地基膨胀变形和含水率变化规律,进行了含水率、表面隆起、深层隆起等测试。试验结果表明,土体干密度和上覆荷载对膨胀变形和含水率变化影响较大,土体含水率的变化可分为起始、突变、稳定3个阶段;上覆荷载越大,土体表面隆起越小,表明上覆荷载能有效抑制膨胀土膨胀变形;膨胀土地基可划分为压密区、中性区和膨胀区3个变形特征区,或3个区的组合,变形区的高度不仅与外加压力值有关,且与基础大小和形状有关。研究结果对膨胀土路基的设计和施工具有重要的理论和工程实际意义。     

室内模拟承载板法测定土基回弹模量的分析

土基回弹模量的准确性直接影响到路面结构的安全性和经济性。由于野外承载板法费时、费力,且测点位置的选取以及测点多寡对回弹模量的影响,室内试验是一种不可缺少的方法。文章以弹性层状体系理论为基础,对室内承载板法测定土基回弹模量进行了有限元分析,并通过工程实例进行了验证。结果表明室内模拟承载板法测定土基回弹模量应乘以0.95这个修正系数,为室内合理测定土基回弹模量值提供参考依据。     

振杆密实法加固粉土地基效果试验

为了评价振杆密实法加固粉土地基的效果，对宿（迁）新（沂）高速公路粉土地基采用十字形振杆密实技术进行处理，通过加固前后室内试验和原位测试分析了侧向土压力系数和超固结比等参数的变化；研究了路堤填筑期工作性状，分别基于CPTu原位测试和室内试验得到的压缩模量计算加固后上覆荷载下沉降，并与采用双曲线法基于现场实测资料的预测沉降和瑞典振动翼加固沉降进行对比，以证明基于CPTu测试的沉降计算方法的可靠性；比较加固前后相同上覆荷载下地基计算沉降量以分析地基加固前后路堤荷载作用下控制变形能力的差异；比较了加固前后场地土类别的变化。结果表明：试验场地土层加固后静止侧压力系数提高了40%，超固结比提高到1.8~2.3，出现超固结效应；十字形振杆控制粉土地基沉降效果优于瑞典振动翼，基于CPTu测试确定土压缩模量的方法能较好地预测地基沉降，在相同高度填土荷载下，加固后地基沉降比加固前减少约25%；加固后场地指数提高，特征周期减小，场地土类由软弱土提高为中软土，场地类别由Ⅳ类提高为Ⅲ类，在不影响建筑物基础抗震要求的情况下，可大幅降低建设投资。     

室内承载板法测定土基回弹模量的理论修正

土基回弹模量是路面结构设计中一个重要的参数,能否选用合乎实际的土基回弹模量直接关系到路面结构的安全性和经济性。由于野外承载板法费时、费力,且测点位置的选取以及测点多寡对回弹模量的影响,室内试验是一种不可缺少的方法。以弹性层状体系理论为基础,对室内承载板法测定土基回弹模量进行了理论修正,利用有限元程序求出修正系数,并通过实例工程进行验证,结果表明室内承载板测定土基回弹模量应乘以0.95这个修正系数,为室内合理测定土基回弹模量值提供参考依据。     

陕西省高速公路土基强度等级研究

在对陕西省已建13条高速公路土基回弹模量调研的基础上,结合弹性层状理论计算分析,从经济技术考虑,提出其土基回弹模量最低为45 MPa,并将陕西省高速公路土基强度等级划为4个级别,为陕西省高速公路设计提供参考。     

土岩复合地层吊脚桩支护结构力学分析与优化设计

为了更加安全经济地进行土岩复合地层中基坑工程设计,针对上土下岩复合地层中吊脚桩基坑支护结构的受力及变形特性进行研究。采用二维数值分析方法,建立土岩复合地层条件下吊脚桩支护基坑开挖模型,分别分析基坑开挖过程中吊脚桩支护结构内力、变形的发展过程,以及土岩弹性模量比RE、吊脚桩嵌岩深度t、岩肩宽度b与桩体受力、变形之间的相关关系。结果表明： 1）随着基坑开挖深度逐渐增大,桩身侧移增大且桩身最大侧移发生位置逐渐下移,最大下移幅度为土层厚度的17.5%; 2）当基坑开挖至土岩交界面时,吊脚桩桩身内力达到最大值,下部岩层的开挖使得桩身最大负弯矩减小27.5%; 3）当岩层弹性模量介于600 MPa和4 800 MPa之间时,最优设计嵌岩深度为1.5 m,最优设计岩肩宽度为1.5~2.0 m。     

基于双曲线切线模量法的饱和尾矿砂单桩沉降计算

提出一种以地基非线性沉降计算的双曲线切线模量法为基础,结合荷载传递法的单桩沉降计算模型,将单桩沉降计算分解为桩底土体变形和桩身弹性压缩两部分。采用双曲线切线模量法对桩底土变形进行计算，相应参数由原位试验得到，能较好地反映原状土特性又能合理考虑其单桩的非线性沉降。利用此计算模型对饱和尾矿砂地基单桩的非线性沉降进行计算，结果表明:计算结果与实测结果较为接近，可为相同类型饱和尾矿砂地基单桩的沉降计算提供参考。     

基于扰动状态理论的生物酶改良膨胀土K-G模型

以生物酶改良膨胀土的非线性弹性本构关系为研究对象,提出基于扰动状态理论的修正K-G模型。首先开展不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力-应变关系特征,基于非线性弹性K-G模型,分析生物酶掺量对膨胀土的切线体积模量K_t和切线剪切模量G_t中相关参数的影响规律。采用生物酶掺量作为扰动掺量,以试验和扰动状态概念为基础建立扰动函数,基于扰动状态理论对K-G模型进行修正,以反映生物酶掺量对改良膨胀土应力-应变扰动关系,使本构关系符合土体的实际变形过程,更合理地描述生物酶改良膨胀土的非线性弹性应力-应变关系。结果表明：通过对比ε_v-p及ε_s-q的试验曲线、K-G模型曲线与修正K-G模型理论计算曲线,体应变ε_v的K-G模型预测值小于试验值,而剪应变ε_s的K-G模型预测值大于试验值,修正K-G模型的体应变ε_v和剪应变ε_s的预测值都与试验值较为接近。修正K-G本构模型中各参数物理意义明确,与K-G模型中的参数确定方法一致,可以较合理地描述不同生物酶掺量扰动条件下改良膨胀土的变形特性。     

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。     

铁路客运专线箱梁预制场地基处理设计

铁路客运专线箱梁预制场地基土中不少为软弱土和不良土,由于箱梁预制场对地基要求严格,因此,与普通大型临时工程设施的要求有着本质区别。文章总结了笔者2006~2008年主持和参与的数十个客运专线预制场地基处理设计经验,针对预制场地基土质复杂、荷载大、变形标准要求高的特点,对预制场地基处理的设计进行了论述。     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

新建公路路基对下部燃气管道安全影响研究

为了探明新建路基对既有天然气管道安全的不利影响,利用有限元方法建立了计算模型,分析管道壁厚、管道埋深、管道直径、埋土弹性模量、泊松比等5个因素对管道应力和变形的影响规律。结果表明:增大管道壁厚及管径或者适当加大埋深,均可减小管道应力和变形,而埋土弹性模量及泊松比这两个因素对管道应力和变形影响较小;当管道直径大于50 mm、管壁厚度超过10 mm以及埋深大于1.65 m时,可以满足管道强度安全要求。     

抗滑桩上承压力分散型锚杆挡土墙受力及影响因素分析

通过建立新型联合支挡结构的有限差分数值分析模型,在分析其受力及变形规律的基础上,探讨了填土密实程度、地基土黏聚力、弹性模量、锚定板数量等因素对抗滑桩上承压力分散型锚杆挡墙受力及变形的影响规律。研究结果表明:填土密实程度对联合支挡结构受力和水平位移影响较大;地基土黏聚力越大支护结构位移越小;弹性模量对薄壁挡墙的位移和受力影响较小;增加锚定板数量有利于提高加固效果。     

高桥墩桩基础的优化设计及因素分析

在高桥墩桩基屈曲能量法分析的基础上,提出兼顾结构稳定、强度和经济性的优化模型,并应用优化算法中非线性序列二次规划法,进行优化设计探讨,同时给出优化设计算法流程图,编制了相应的优化计算程序;为了解桥墩高度、轴向荷载、地基比例系数和混凝土弹性模量对于高桥墩桩基屈曲的影响,结合优化设计模型进行了因素分析,探讨了参数变量对目标函数最优值的影响规律和程度,比较结果说明,在进行高桥墩桩基的屈曲受力分析时,高桥墩的大变形影响不容忽视;而一般在工程设计中,可考虑将桩周土体和混凝土弹性模量的增强作用作为设计的安全储备。     

水泥搅拌桩-网复合地基变形影响因素分析

双向水泥搅拌桩因其可充分利用地基土，对地基扰动小，可减少下卧层沉降，同时因加固形式多样，造价低廉，污染小，被广泛应用于滨海地区吹填土地基处理。双向水泥土搅拌桩与加筋褥垫层构成的复合地基，可以增强土体的抗剪强度，提高地基稳定性。由于复合地基承载力和变形特性受多种因素影响，其影响效果也有较大差异。为此，以唐山—曹妃甸新建铁路TCSG-3标段双向水泥搅拌桩-网复合地基为研究对象，运用PLAXIS有限元软件对其进行分析，结果表明:桩间土弹性模量的提高可有效控制复合地基沉降及侧向位移。