挖方路段路基水分迁移特性测试与分析

针对公路因开挖而出现的路基水分失衡现象,在张家口—涿州高速公路工程选取试验段埋设温度和电阻传感器,测试不同挖方深度路段(深挖、浅挖和填挖过渡段)路基在开挖渗沟前后不同深度处的电阻率;通过室内试验建立电阻率和含水率之间的关系,分析了挖方路段路基水分迁移特性.分析表明:随着挖方深度的增加,深秋与初春的含水率差值△W不断增大,即在挖方边坡水分补给和温度共同作用下,水分迁移的强度随着挖方深度的增加越来越强烈;渗沟和一定深度的换填有助于抑制挖方路段水分迁移作用,改善路基工作状态;对比填挖过渡段和深挖方路段季节性水分迁移,夏季降水对2处路段影响显著,所测土基含水率较之其他季节明显增大,季节性因素对深挖方路段水分迁移强于填挖过渡段.     

半填半挖红粘土路基非饱和渗流与变形数值模拟

针对半填半挖路基,建立非饱和土流固耦合有限元模型,进行雨水入渗条件下红粘土路基边坡渗流与沉降变形耦合的数值模拟,计算出降雨条件下路基含水率及孔隙水压力发展变化情况,并分析填挖方不同渗透性对路基差异沉降的影响,对比边坡防护前后降雨入渗对差异沉降变形的影响。分析得出:半填半挖路基降雨入渗时,填方土体入渗快于挖方土体,随着时间的增加,饱和区逐步扩大,红粘土路基发生湿软变形,填挖交界处产生差异沉降,通过采取路基顶面及坡面的防水处理,能显著降低雨水入渗对路基内部渗流场和应变场的影响及由此造成的湿化差异沉降变形,路基边坡竖向以及侧向变形均有大幅度减小。     

多雨潮湿气候挖方路基湿度的演变特征

为获取海南潮湿多雨气候挖方路基湿度演变特征及其影响因素,基于湿度演变特征和影响因素,提出挖方路基适宜的路基防排水措施。本文通过预埋水分传感器的方式,进行了现场测试。结果表明,粉土质砂挖方路基受大气降雨的影响显著。未铺筑路面情况下,挖方路基的湿度波动幅度达20%,经历一年的降雨作用后,路基湿度较初始湿度增加约8%。路基湿度变化相对于降雨时间有一定的滞后性。边沟附近路基湿度变化显著。因此,海南省公路挖方路基防排水系统应特别重视路面边缘防排水设计,毛细水作用显著的路段应采用设置毛细水隔离层、地下排水渗沟等措施。     

大气作用下非饱和黄土路基湿度变化及影响因素研究

以西北地区的黄土路基为研究对象,以夏秋季节大气作用下的降雨—蒸发作用对路基湿度场、温度场以及变形的循环作用机理为研究目的,采用室内物理力学试验、人工填筑模型试验等多种研究方法,详实展开了降雨—蒸发循环作用下非饱和黄土路基土体含水率、温度、孔隙水压力以及变形的动态响应规律和稳定性研究;并对不同大气作用下,路基土体湿度场、温度场以及横向变形的变化规律和影响因素进行分析。发现非饱和黄土路基边坡在降雨入渗过程中,对应着一个临界入渗强度,路基边坡的表层土体含水率的变化比较明显,中雨对路基土体湿度变化的影响深度最大,路基不同位置土体含水率受到影响的程度不尽相同,非饱和黄土路基中水分的入渗速度要大于蒸发速度。     

拓宽路基水力特性引发差异沉降的数值分析

拓宽路基由于压实度的不同,其水力特性存在差异。在大气作用下土体非饱和水力特性的差异会直接影响土体的应力状态差异,进而引发差异沉降。该文利用Geo-Studio有限元软件,将试验获得的不同压实度下的土水特征曲线和渗透系数输入到软件中。通过模拟广州地区长期降雨和蒸发条件,探讨了在降雨作用下新老路基差异沉降产生的因素以及影响大小,分析了降雨和蒸发过程中新老路基的含水率变化规律。结果表明:在接近降雨入渗面处的新老路基孔隙水压力变化较大;差异沉降的大小与新老路基的渗透性关系密切。     

山区高填方路基不均匀沉降特性试验研究

高填方路基不均匀沉降变形是造成道路病害的主要因素。本文依托我国西南部某高速公路高填方路基工程,对高填方路基的剖面沉降和纵向沉降进行了监测,分析了高填方路基纵向和横向不均匀沉降的时空变化规律。研究表明:填挖交界处以及与挡墙等结构物相邻的位置是路基产生沉降较大部位;在施工过程中,路基横向不均匀沉降规律性较差,但总体上来说,距坡面一定距离后,差异沉降显著增大;且降雨是影响高填方路基沉降的一个主要因素。因此,在高填方路基设计、施工以及运营过程中,必须考虑大气降雨对路基沉降的影响,并重点关注填挖交界处、挡墙等结构物附近和路基中部位置。现场试验结果可为高填方路基的设计、施工与维护提供理论依据。     

季冻区粉砂土路基水、温变化监测与分析

粉砂土介于细砂土和粉土之间,颗粒组成中黏性颗粒含量较少,用其填筑的路基含水率变化范围较大且与路基温度变化有一定的关系,在负温条件下由于水分的迁移积聚会加剧路基的冻胀。为了研究季冻区粉砂土路基的水、温变化规律及其对路基冻胀的影响,选择典型粉砂土路基,利用自主研发的监测设施对试验段路基水、温变化进行监测和分析,结果表明:路基在冻结过程中,水分在温度梯度的作用下,越往路基上层迁移积聚现象越显著;在路基不同深度处,由于温差和含水率的不同冻结单位厚度(即0.2m)土层所需的时间也有所差异;填方路基由于边坡的存在,距边坡较近处路基土的温度要略高于路中线处路基土的温度,冻融所需时间也短于后者。研究结果进一步了解了粉砂土路基的水、温变化规律及冻融过程,对今后粉砂土路基的施工和冻害防治具有一定的参考和借鉴作用。     

广州北二环高速公路路基含水率现场测试研究

为了研究路基含水率的变化情况,以广州市北二环高速公路某段为依托,采用在路基中埋设土壤水分计和孔隙水压计的方法,对路基含水率以及孔隙水压力进行了测试研究。结果表明:路基含水率及孔隙水压随降雨条件而变化,但是不同类型路基的变化情况及幅度有所不同。因此,必须做好不同类型路基的排水设计和施工,确保其强度和稳定性。     

崇礼至张承界段路基稳定性设计研究

张承高速崇礼-张承界段路线全长101.807 km,路基的稳定性是整个建设项目的重点。对填方路基、挖方路基、半填半挖路基、土质路基、石质路基、填石路基提出了具体的设计、施工要求,为同类工程提供了技术参考。     

降雨条件下红粘土路基水分运移数值分析

依据非饱和土降雨渗流理论,结合实测红粘土土水特征参数,利用有限元分析软件,模拟红粘土路基饱和-非饱和降雨入渗下含水率和压力水头动态变化规律,分析降雨强度、土体渗透性系数变化对路基内部渗流场变化影响机理.分析结果表明:红粘土路基降雨人渗情况下路基土降雨影响饱和区深度一般为2～3 m,随着降雨历时增加,土坡饱和区扩大,对低...     

浅谈挖方路基PST施工方法及质量控制

路基是公路的重要组成部分,是公路上部结构,对行车荷载起着主要的支撑作用。不同等级的公路对路基的要求也不同,因为路基本身是一个或多个复杂的结构,路基的材料、机械特性、结构特点等导致路基有不同的种类,按结构特点可分为填方路基(路堤)、挖方路基(路堑)和半填半挖路基三种形式。路基质量的好坏是直接影响公路使用寿命、使用性能的主要因素。     

风化碎石土填筑高填方路基的沉降变形规律

高填方路基的沉降是山区高速公路的主要病害之一,对于高速公路的安全与使用寿命起着重要的作用.以贵州省某强风化填料高填方路基为研究对象,研究分析了填筑过程中路基沉降变形规律,结果表明路基填筑逐渐完成过程中,路基沉降变形有一加速发展过程;路基填筑高度越高,沉降量越大;降雨加速沉降发展.     

基于陕北地区不同填方路基的沉降特性分析

依托G307国道在榆林市某道路改扩建项目，通过对不同路基填筑形式进行分层预埋单点沉降计，测试各层土的分层沉降量、累计沉降量及横向沉降量，并绘制其随时间的变化趋势；分析不同路基填筑时的最大沉降量作用位置，研究因路基填筑不当或黄土压实不充分而引起的路基沉降问题。结果表明：沉降在初期阶段变化大，而后逐渐趋于稳定，距离路基顶面越近，沉降量越大；不同填方路基的最大沉降量作用点不同，半填半挖路基最大沉降量作用在路肩处；挡土墙支护路基下部土层受挡土墙的影响，最大沉降量在路基中线处，上部土层最大值点在路肩处；“V”形冲沟填方路基，最大沉降量呈现出“U”型变化规律，在路基中线沉降量最大。     

公路路基施工控制技术在施工中的应用

本文主要阐述施工控制在公路路基施工中的应用,施工控制作为一种有效的技术手段已被广泛采用,通过施工控制技术的应用,对挖方路基和填方路基的稳定,有一定的指导意义。     

降雨入渗条件下非饱和土渗流特征试验

设计了一种可测量降雨入渗与底部排水条件下土体体积含水率与基质吸力变化规律的试验装置,开展不同降雨强度条件下砂土和粉质黏土的降雨入渗与排水过程室内模型试验,得到了不同土质在不同降雨强度下各高程处体积含水率与基质吸力的变化规律。结果表明：可将降雨入渗条件下不同土质的体积含水率变化划分为3个阶段,首先表面土体含水率上升,随着雨水的入渗,表面含水率保持不变,土体内部含水率由上至下依次上升,随后当浸润线达到装置底部后,土体的含水率开始逐渐增大,由非饱和状态过渡至饱和状态,最后当装置底部达到饱和后,土体中的水位开始逐渐上升,各个测点在降雨作用下由下至上依次达到饱和状态;不同土质土体的表面体积含水率均与降雨强度呈线性关系,在相同降雨强度下粉质黏土表面体积含水率大于砂土,不同土质浸润线的下降速度与降雨强度均呈对数函数关系,在相同降雨强度下砂土浸润线下降速度大于粉质黏土;土体基质吸力随着雨水的入渗由上至下逐渐减小,在水位上升过程中基质吸力变化幅度小于降雨入渗过程;在排水过程中,砂土与粉质黏土各高程处的含水率随排水时间的变化规律分别呈幂函数关系和指数函数关系,位置较高测点的含水率下降明显快于位置较低的测点。     

降雨入渗条件下新型路面排水系统性能研究

为实现路面结构快速有效排水,基于非饱和渗流理论,提出采用复合土工合成排水材料的新型路面排水系统,该系统由三部分组成,从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展了新型路面排水系统模型试验和数值模拟分析以研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能;模型试验通过在路面结构的基层和路基分别设置张力计,实时监测基层和路基基质吸力变化;采用控制变量方法,建立考虑非饱和渗流的数值分析模型,分析新型路面排水系统设置位置、厚度、坡度对排水性能的影响。研究结果表明:新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除,基层材料在试验过程始终处于非饱和状态,并在降雨停止后第10min基层的基质吸力开始回升;新型路面排水系统能够防止水下渗至路基,降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值;采用新型路面排水系统时,基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率,在降雨停止后基层体积含水率呈现小幅下降,路基体积含水率则保持不变;在面层和基层之间、基层和路基之间均设置新型路面排水系统更有利于控制基层吸力和体积含水率;增加新型路面排水系统厚度和坡度可在一定程度上减小基层材料的含水量,提高基层承载比;研究成果可为新型路面排水系统工程应用提供理论依据。     

多年冻土地区填方路基温度场分布特征

针对多年冻土地区填方路基温度场对路面结构稳定性的影响,建立路面结构有限元数值模型,从填方路基高度、季节变化、地温条件、"阴阳坡"效应4个方面对多年冻土地区填方路基温度场分布特征开展研究。研究表明:坡脚处不同深度位置温度均随时间增长而呈周期性增长,其中0~5年时间内温度增长速率较快,前5年年均增长率约为3.2%~3.5%,第5年之后,温度增长变缓,增长速率约为0.8%~1%;10月的路基外天然地面达到最大融深,路面下融化盘达到最大,路基体处于最不利状态。第5年开始,未回冻融化夹层明显向阳坡侧偏移,普通路基融化盘呈扁平状,阴阳坡路基融化夹层则沿阳坡方向呈长条形;"阴阳坡"路基由于路基两侧温差较大,改变了传统"凸"形融化盘形态,融化峰面阴坡侧高、阳坡侧低,形成了天然滑动坡面,滑动面起于阴坡融化峰止于阳坡坡脚融化盘,10月的融化面处于最不利季节,对路基稳定性造成威胁。研究表明在多年冻土地区路基选择和修筑时,应充分考虑温度场变化对路基及底部多年冻土的影响,填方路基高度要有合理控制区间,考虑"阴阳坡"效应对路基稳定性的影响,做好路基阳坡面的防护措施,研究结果对多年冻土地区公路工程修筑提供参考。     

高填方路基沉降变形有限元数值模拟

根据山区高等级公路建设中常见的高填方路基形式,将地基与路基作为一个整体来考虑,采用ANSYS有限元程序,分析路基中线沉降、路肩不同深度处水平位移、边坡坡度、宽度和材料参数对路基沉降变形规律,研究结果对于指导高填方路基设计,减缓其路基路面的早期破坏具有重要的理论意义.     

降雨条件下路基边坡渗流分析

该文依据岩土饱和-非饱和渗流理论,运用有限元分析软件,对降雨条件下路基边坡渗流场以及含水率分布、孔隙水压力变化情况进行了模拟分析。研究结果表明:在不同降雨强度下,当雨强大于土体饱和渗透系数时,入渗深度随时间逐步向下推移,并且推移深度较大;当雨强小于土体入渗能力时,入渗速度较慢,入渗深度小于饱和入渗。裂隙的存在对降雨入渗过程中孔隙水压力和体积含水率分布具有较大影响。     

基于非饱和渗流原理的粉土路基水份分布规律研究

为了研究粉土路基内部含水率分布规律,建立了基于非饱和渗流原理的有限元数值仿真模型,研究了地下水位、降雨、蒸发作用等因素对路基材料含水率的影响作用,采用稳态及瞬态渗流计算,确定了粉土路基及边坡材料含水率变化规律;通过埋设频域反射仪湿度传感器对路基含水率年变化规律进行了实测,验证了理论分析模型的可靠性.研究结果表明:路基的...