高路堤边坡地震稳定动力放大系数的计算分析

在采用拟静力法分析计算公路路堤抗震稳定的作用效应和抗力时,在89规范中没有考虑地震加速度动力放大系数的影响,现新规范中要计入其影响。本论文采用动力有限元计算分析理论,输入美国的EL Centro地震波和按规范反应谱拟合的人工波对高填土路堤的地震稳定性进行分析计算。对地震动峰值加速度沿路堤各高度放大系数的取值进行研究探讨,以确定在拟静力分析法中计入其影响。     

地震作用下路基内孔压变化规律的研究

采用动力有限元分析法,输入不同类型的地震波,在不同路堤高度、不同坡比及不同地震烈度情况下,计算分析高填土路堤边坡内孔隙水压力的变化,得出了在地震荷载作用下边坡内孔隙水压力的变化规律,为实际工程设计提供了一定的理论分析依据。     

动载下桩承式路堤中平面土拱形态演化的数值模拟

精确的静、动力土拱形态是建立桩承式路堤中相应的土拱效应计算模型的基础。为研究交通动载下桩承式路堤中既有土拱形态的演化,基于典型单元体建立了二维土拱静、动力分析的弹塑性有限元模型,模型中无黏性路堤填土采用摩尔-库伦弹塑性模型,交通循环荷载采用简单的正弦波来模拟。针对不同高度的无筋桩承式路堤,考虑路堤荷载和后续的交通循环动力荷载的连续作用,计算出桩间土上方路堤中的竖向应力分布曲线。据此确定出相应的静力土拱和动力土拱的形态曲线,用于分析动力荷载对既有土拱形态的影响。最后,通过参数分析研究了主要因素对动力土拱形态的影响。结果表明:动应力在基底面并不均布,桩帽上承担了大部分的交通动载,路堤中存在动力土拱;路堤荷载下静力土拱的形态为半个椭圆,交通动载作用下动力土拱的形态仍是半个椭圆,循环动载的作用使静力土拱的高度降低,跨度增大;路堤越高,静力土拱高度降低的幅度越小,静、动力土拱的拱脚都落在桩帽上;动力土拱的高度随路堤高度的增加先增加后稳定不变,随动载作用周期的增加先减小后稳定不变;行车车速和路堤填料内摩擦角的变化对动力土拱形态曲线的影响很小。     

基于桥梁系数的非线性静力分析方法评估

以桥梁系数作为参照标准,分别采用真实地震波反应谱和设计反应谱作为地震需求,对比分析了4种非线性静力方法(承载力反应谱法、N2法、改进的模态Pushover分析法和自适应承载力反应谱法)对钢筋混凝土连续桥梁结构的计算准确性。研究表明:随着地震强度的增大,4种非线性静力分析方法得到的计算结果逐渐接近于非线性动力分析的计算结果;对于采用真实地震波的情况,N2法给出了最接近动力分析的结果,而对于采用设计反应谱的情况,4种非线性静力分析方法得到的结果之间差别非常小。     

考虑侧向变形的高路堤沉降计算探讨

针对高填方土体由于侧向无约束,在自身较大自重应力作用下,引起边坡产生较大侧向变形,从而导致路堤自身沉降增大等工程问题,首先基于一维分层总和法中引入压缩模量随填土应力变化的修正,使路堤沉降计算时能够考虑到不同土层压缩模量因填土荷载增加而变化的情况;其次针对高路堤填土变形的特性,提出了侧向变形影响的修正系数K表达式,使得高路堤沉降与路堤高度、边坡形式及填土特性建立了联系,建立了同时考虑路堤侧向变形及路堤模量随填土高度变化影响的高路堤自身最终沉降量简化计算模型,并将模型计算结果与现场实测、模型试验及有限元计算结果进行了对比,验证了计算方法的可靠性。     

地形对路堤沉降影响的有限元分析

利用Ansys有限元程序建立路堤及地基模型，在填土高度、地基土质和填土容重等参数相同的前提下，分别计算出路堤处于三种不同地形时的地表沉降值。计算结果及分析表明：对于路堤，尤其是高路堤，地形因素对沉降量的影响不容忽视。     

高路堤沉降稳定问题的探讨

文中以高路堤沉降观测资料为依据，分析了高填方情况下地基与路堤填土的沉降变化特性，探讨了不同地基及填土材料对高路堤沉降稳定的影响规律。     

两侧水位变化时路堤渗流特征及稳定性分析

以两侧有水的浸水路堤为研究对象,采用岩土计算软件Geo-studio分别分析了不同填土材料、单侧和双侧水位降低、不同水位降低速率、不同路堤高度和不同渗透系数等影响因素下的浸水路堤内渗流特征以及路堤稳定性,并研究了不同水位变化下路堤侧向位移和最大位移的影响规律。为定量化评价各因素对路堤稳定性的影响,模拟实际填土材料对研究的不同填土材料的物理力学参数进行赋值,采用正交试验设计方法分析得到路堤高度、水位降幅、水位降速和渗透系数对路堤稳定性影响的贡献率,结果表明:在单侧水位变化下黏性土浸水路堤稳定性影响因素中,路堤高度变化对路堤稳定性的影响最大,贡献率为69.97%。渗透系数对路堤稳定性影响最小,贡献率仅为0.96%。影响路堤稳定性大小因素的重要程度由大到小排序依次为路堤高度水位降幅水位降速渗透系数。     

芜湖长江大桥抗震设计参数的确定

通过地震危险性分析，得到了芜湖长江大桥桥址自由基岩面地震峰值加速度、反应谱、持时，进而采用人工模拟地震波技术，合成了基岩输入地震波。通过土层地震反应计算，得到芜湖长江大桥抗震设计参数。     

风积沙路堤地震动荷载作用下动力响应及其频谱特性分析

为了研究风积沙路堤在地震动荷载下的动力响应及其频谱特性,设计和制作了模型路堤并进行振动台试验,借助在模型路堤中预先埋设的加速度传感器测得的数据,进行风积沙路堤的地震动力响应分析。研究结果发现路堤的滤波作用较为显著,先期震动强度和次数对风积沙路堤的动力响应特性有规律性的影响,另外随着加载的动荷载强度的增大,风积沙路堤对输入地震波的加速度放大倍数呈非线性的减小。得出结论:风积沙路堤的阻尼比、自震频率、动模量等参数在动荷载作用下呈现出规律性的变化,而这也是风积沙路堤的动力响应呈现规律性变化的原因。     

基于强度折减法某公路加筋填方路堤高边坡稳定性分析

依托西南地区某公路改扩建工程,采用强度折减法基于有限元软件将加筋土路堤髙边坡和素填土路堤高边坡分层施工过程的稳定性演化历程进行对比分析,得到了对加筋土路堤高边坡设计的一些建议。对于路堤稳定性分析,无论计算所得最大塑性应变和最大位移所在的位置和大小如何,以计算终止时的折减系数作为稳定安全系数基本是可行的。采用素填土构筑高填方路堤.三种坡比方案(1:1.5,1:1和1:0.58)均不能满足稳定性要求,需要对填筑坡体采取加固措施。采用TDGD200土工格栅,竖向间隔2m满铺布置,在没有坡脚加强措施的情况下适中的坡比(1:1)相比较大(1:0.58)和较小(1.1.5)坡比的填筑方案效果更好。最后基于优化方案分析了道路交通荷载对高填方路堤边坡稳定性的影响,研究结果表明道路交通荷载对加筋土路堤高填方边坡稳定性的影响较小。     

土工格栅加固高路堤的抗震性能分析

国内外关于土工格栅加固路堤边坡抗震效应的研究甚少报道。文中结合512汶川大地震震害调查资料,运用有限差分法分析了友谊隧道出口处42 m高路堤在地震中基本保持完好状态的原因,主要是由于土工格栅的加固作用;此外,优质的砂岩填料对路堤稳定性的提高也发挥了重要作用。文中关于土工格栅抗震性能的分析,对高烈度地震区的路堤的抗震设计有一定指导作用。     

路堤填土抗剪强度参数的试验方法

填土抗剪强度参数是路堤稳定性分析的必要参数,但长期以来,填土强度参数的试验方法比较混乱.本文通过对路堤填料含水量状况及路堤受力特性的分析,提出路堤填土抗剪强度参数的试验方法.     

山区复杂地形条件下高填方边坡稳定性分析

以江西资溪花山界至里木高速公路SG-2标段高填方路堤为依托,采用极限平衡法和有限元法,对不同填方高度、不同地形条件和不同断面形式的高填方边坡在施工过程中的稳定性、水平位移、路基的差异沉降进行了对比分析,总结出高填方边坡施工期稳定性的影响因素,对高填方边坡设计与施工提出了优化建议。     

粘土包边尾矿砂路基稳定性研究

首先通过电镜扫描等试验手段对尾矿砂的微观结构和物理力学性质进行了研究,表明尾矿砂具有不易压实、稳定性差的问题,不能直接用于高路堤填筑,因此提出粘土包边尾矿砂路基方案。借助有限元分析手段对粘土包边尾矿砂路基的稳定性进行了分析,分析结果表明粘土包边尾矿砂路基稳定性可以满足规范要求。随着尾矿砂内摩擦角的增大或包边土粘聚力的增大,边坡的稳定安全系数逐渐增大。研究成果对于尾矿砂路用性能研究和特殊填料路基设计具有一定的参考意义。     

水平条分法在贴坡高填方路堤稳定性分析中的应用

结合山区高速公路建设的实践,采用足尺模型试验,得出荷载作用下斜坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态,并测定了其相应的极限承载力。通过对层状边坡稳定性计算方法的研究,提出了斜坡地基上高填方破坏面为折线时的极限平衡水平条分法,并推导了计算其安全系数和极限承载力的理论公式。结果表明:利用极限平衡水平条分法分析斜坡地基上高填方路堤稳定性不仅简单可行,且具有较高的可靠性和计算精度。     

加筋粉煤灰路堤震陷试验及计算分析

本文通过室内动力试验，对加筋粉煤灰进行了震陷试验研究，得到了加筋粉煤灰的震陷经验计算公式，利用有限元动力分析计算方法对软基上加筋粉煤灰路堤其例进行了震陷计算分析，计算中考虑了不同地基、不同地震烈度等对计算结果的影响，为加筋粉煤灰路堤抗震设计提供了参考依据。     

地震荷载作用下黄土区地铁隧道动力特性研究

采用数值分析方法模拟典型的地震波作用下,黄土地区地铁隧道的动力反应,分析其加速度、动应力及动应变等随时间的变化特征。所得结论显示在典型的EL Centro地震波及不同超越概率的西安人工波的作用下,地铁隧道的加速度时程曲线与其激发的地震波加速度时程曲线线形一致且在反应期初的加速度较大;在大震作用下地下结构周围土体的变形会对结构的变形产生一定的影响;应力分析的结果表示剪切应力对结构的设计起到了一定的控制作用。     

公路高填方路堤稳定性监测设计探讨

为明确公路高填方路堤施工期及运营期的主要监测内容,结合多年来在高填方路堤监测方面积累的管理经验,提出了系统考虑公路等级、工程阶段、填方高度、地质条件、地形条件、周边环境、气象环境变化等因素的高填方路堤监测实施指南,为划定高路堤监测等级、监测断面间距、监测项目、监测频率、监测预警值等内容提供参考。