土工格室界面特性与处治路堤现场试验分析

拉拔试验能更好的反映加筋土结构中筋材的加筋行为,采用自制的拉拔试验装置来测试高填方路堤的现场砂粒填料与土工格室的界面特性参数,分析土工格室与土的界面摩擦作用,进一步研究土工格室的加筋机理。结合工程实例,对土工格室处治高填方路堤进行现场试验,分析格室在路堤横断面的受力特点以及格室的加筋性能。试验结果表明:土工格室拉拔受力是一个渐进式的过程,随着拉拔位移继续增大,格室后面几排网格依次受到填料的阻力,拉拔界面的剪应力呈台阶式的上升;格室与填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角,且拉拔系数K大于1.0,格室加筋性能远优其他平面材料的加筋性能;在路堤横断面方向,格室承受拉应力;在新旧路堤搭接处,格室受拉应力最大,是重点需要处治的位置。研究表明格室能有效的约束路堤土的侧向变形,同时土工格室所在层位起到了扩散荷载的作用。     

绢云母片岩土石混合料高填方路堤变形特征和规律研究

高填方路堤结构具有沉降量大、沉降不均匀等特点,极易产生路堤病害。为解决此类问题,文中以十巫北高速公路工程为依托,对绢云母片岩土石混合料高填方路堤在不同工况下填筑过程中的变形特征及其规律进行研究。结果表明,在填筑过程中,路堤最大沉降随填筑层厚的增加而增大,而层厚对侧向位移没有明显影响;高填路堤填筑高度与沉降和侧向位移呈正相关,坡脚附近出现了隆起,且隆起值也与填筑高度呈正相关;路堤的沉降和侧向位移随弹性模量的提高逐渐减小,在弹性模量大于15 MPa后,对路堤沉降和侧向位移影响明显变小;路堤的最大沉降量、侧向位移随着路基坡度的减缓而增大;路堤中心沉降和侧向位移随着压实度的增大而减少;现场观测数据验证了模拟的准确性,说明路堤沉降的规律为沉降在前期发展较快,后期逐渐减缓趋于稳定。     

高填方路堤复合地基处治研究

该文简要分析了影响路堤稳定的主要因素,对高填方路堤由于地基承载力不足而引发的路基较大的沉降及不均匀沉降的问题进行了阐述,并提出了高填方路堤的复合地基处治方案以及评价复合地基的处治效果的现场平板载荷试验、静探试验和动探试验等检测手段。由试验段对比试验结果可以看出,处治效果非常明显,从而证明对高填方路堤进行复合地基处治,并采用现场平板荷载试验等原位检测方法评价其处治效果是可行的。     

土工格室处治基床病害的机理与实例数值分析

采用三维薄膜单元模拟筋材,研究不同筋材模量对加筋效果的影响。数值模拟表明,基床加入格室后,沉降明显降低,符合测试结果的规律。与现场试验相比,利用数值分析不仅得到宏观的沉降加筋效果,还能分析加筋材料参数的变化和铺设在基床不同位置的效果来研究格室处治基床的规律,从而可进一步探讨格室加筋的机制。格室的存在,有效减少了基床的侧向变形,改善了基床的附加应力分布,格室模量越高,加筋效果越明显。     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

软土路基加宽的有限元分析

通过有限元分析了加宽荷载作用下软土地基的变形特性.结果表明:在新路堤作用下,地基产生附加沉降,采用CFG桩处理地基,能有效减小路基的附加沉降量以及新老路堤下路基的差异沉降;老路堤下的附加侧向位移矢量方向指向路堤内部,而新路堤下的侧向位移矢量方向指向路堤外侧;随着加宽宽度的增大,差异沉降在增大,附加沉降量的绝对值也在增大;老路堤坡面下地基处理范围增大,能有效地减小附加沉降值与差异沉降值.     

土工格室在处治路基不均匀沉降中的应用研究

结合广州北二环高速公路路基不均匀沉降处治工程,应用MARC软件,采用基于直接约束的接触迭代算法和COULOMB摩擦模型模拟半填半挖路基挖方段和填方段的非线性接触,对土工格室处治方法进行了数值仿真;并通过土工格室复合体的承载板试验及实体工程的现场沉降观测,对该处治方法的作用机理进行了研究。结果表明:土工格室复合体具有较大的弯拉刚度与抗剪强度,此复合体能够部分隔离应力和位移的传递,从而柔性过渡和协调了半填半挖路基顶面的沉降;它对局部荷载具有网兜效应,使荷载的分布更为均匀;土工格室的加筋作用减小了土中的竖向应力和剪应力,增强了路基的稳定性,从而达到消除路基不均匀沉降的目的。实体工程表明:土工格室是一种有效解决路基不均匀沉降的方法。     

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。     

高速公路加宽工程中土工材料力学性能研究

以京港澳(北京—香港—澳门)高速公路某试验断面为背景,通过ABAQUS有限元软件建立数值模型,分析路基加宽工程中土工格栅不同材料参数、不同铺设位置、宽度及嵌入老路堤深度对加宽性状的影响。结果表明,格栅模量增加能提高对路基位移的限制作用,且在侧向位移上表现更明显;土工格栅嵌入老路堤的长度增加与铺设宽度增加均能提高对路基侧向位移的限制,但这种变化并非始终为线性;铺设2层土工格栅且铺于底部与中部对侧向位移的限制作用最佳,若只铺设1层格栅则铺于路基底部效果最佳。     

山区斜坡软基路堤稳定性研究

为研究山区高速公路斜坡软基路堤在填筑过程和运营期间路基易发生整体滑移工程病害的失稳机理和防治措施,达到快速有效处治路基工程病害、确保路基在建设和运营期工程安全的目的,以我国某高速公路一处典型的山区斜坡软基路堤段落的整体失稳为工程案例,进行了工程调查、地质勘察、Geo slope简化Bishop计算、FLAC3D数值模拟、现场沉降与位移实测,发现该路堤段落地基土体的抗剪强度低、稳定性差,致使坡脚处抗滑桩桩顶上部的路基填土发生了越顶变形。在准确认识失稳机理的基础上,提出了相应的工程处治技术措施。通过Geo slope软件分别对处治前、处治后的路基边坡稳定性安全系数进行了对比计算,预评了处治措施的效果。运用FLAC3D软件对处治前、处治后地基、路基的水位位移、沉降进行了模拟计算对比分析。结果表明:安全系数由处治前的0.831增长为处治后的1.452,达到规范要求;相比处治前,处治后地基、路基的水平位移和沉降均明显减小,稳定性得到了大幅度改善;数值模拟结果与现场工程实测结果基本吻合,验证了处治措施的可靠性;针对具体的斜坡软基路堤工程问题,准确认识了失稳机理,才能采用有效的处治措施。     

土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

应用MARC软件,建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式,分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值仿真分析。结果表明:土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形,减小了路堤本身的压缩变形;同时,土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降,减小路基竖向应力,使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。     

大直径管材结构化路堤在深厚软基中的应用研究

以广东省中开高速公路某桥头深厚软基段为例,采用大直径管材结构化路堤来减少高速公路的工后沉降。通过实测结构化路堤的水平位移、剖面沉降和分层沉降等,对大直径管材结构化路堤在荷载作用下的变形特征进行了研究,同时采用快速拉格朗日有限差分数值方法对大直径管材结构化路堤进行了数值模拟。结果表明:荷载作用下大直径管材的最大水平位移集中在管底两侧,竖向位移集中于管顶,路基土体水平位移在中上部较大,但整体沉降量小,在深厚软基中的控沉效果理想。最后结合工程实践和数值分析结果,提出了大直径管材结构化路堤的一些设计建议。     

土工格室柔性搭板在青银高速公路的应用试验

针对桥头跳车现象,介绍了用柔性搭板处治桥头跳车的方法。通过工程实际应用及现场试验结果表明,土工格室柔性搭板能明显分散局部荷载,减小路基的沉降,同时,能较好地协调桥台和路堤的沉降差,防治桥头跳车病害的发生。     

湿陷性黄土地区土工格室处治路堤变形研究

本文针对湿陷性黄土地区新旧路堤结合不良引起的道路工程病害,采用强夯补强处理后铺设土工格室进行路堤变形处治,通过埋设沉降杯进行现场监测并对监测数据分析研究,寻求湿陷性黄土地区新旧路堤结合处不均匀沉降的解决方法,以减少高速公路加宽运营中的各种工程病害,为今后旧路加宽改造工程的设计、施工提供参考。     

塑料排水板处理软土路基的载荷蠕变试验与工程应用

通过现场载荷试验、数值模拟与监测等手段,综合研究了塑料排水板处理软土路基的蠕变特性.两级荷载下的蠕变沉降曲线具有很高的相似性,而侧向蠕变速率则接近于零;然后,采用室内试验得出的土体参数对上述试验过程进行了三维数值模拟,证明考虑蠕变时的沉降计算结果比不考虑蠕变时更接近实测值;最后,将验证后的计算方法与参数应用于某高速公路路堤施工期沉降计算,并与实测结果进行了对比分析.     

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。     

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。     

桩——网复合路基变形机理的数值分析

基于对桩——网复合路基变形机理理论分析,运用有限元数值模拟的方法,对一种新型软土地基处理的路基的沉降、侧向位移、差异沉降进行了数值分析研究。研究表明:(1)在垫层与填土间加入土工格栅后,能减少路基顶面及底面的沉降,但能够更明显地减少路基顶面及底面的差异沉降和坡脚侧向位移;(2)路堤底面的沉降量出现谷值点是由于桩体作用所致,峰值点是由于土拱效应所致;(3)较大的土工格栅拉伸模量对于减小路基顶面沉降的效果是不明显的,合适的土工格栅拉伸模量能够减小经济投入。     

循环荷载下高填方风积沙路基变形规律研究

交通运输日益呈现高速化、重载化及大流量化的趋势,车辆传递给道路结构的循环荷载效应日益显著,明确循环荷载下高填方风积沙路基变形规律是其合理应用的关键。以新疆阿乌高速公路某标段为依托,通过分析现场监测站数据和室内动三轴试验,揭示在循环荷载下高填方风积沙路基的变形规律,对比分析现场观测站的路基沉降数据和室内试验结果,得出以下结论：高填方风积沙路基在施工完成后初期的压缩变形量很大,工后一段时间后沉降量较小且沉降变形逐渐趋于稳定。工后沉降量约为路基高度的0.3%;高填方风积沙路基的沉降量与其竖向填筑高度基本成正比。高填方风积沙路基沉降变形规律说明其工后沉降不会过大。     

某高填方软土路基特殊路段处治方案比选

某公路沿线多为软土路基,其路堤填筑高度在2~8 m间,属高填方和超高填方路堤,且有约10 km与某江堤并行等高,因此,设计在充分考虑路基稳定和工后沉降的同时,必须考虑施工对该江堤的影响。基于此,借助于数值模拟手段,对路堤与江堤并行特殊路段的处治方案进行模拟,重点研究了路堤施工过程路基的变形及其对江堤安全的影响。通过对不同设计方案计算结果的分析,从安全可行及经济的角度进行了方案的比选,从而确定了最终设计方案。