高液限红粘土高填方路堤稳定性及变形特性研究

雅杜高速项目沿线地形起伏较大,高填方路堤占比较大,受到路基填料和建设资金限制,高填方路堤采用红土砾料和未经处治的高液限红黏土直接填筑。采用FLAC3D基于强度折减法原理对雅杜高速典型高填方路堤建立数值分析模型,进行路堤稳定性及变形研究,验证高液限红黏土填筑厚度以及压实度标准降低对高填方路堤的稳定性和变形产生的影响。结果表明,高填方路堤拉应力区、塑性区和潜在滑动面主要分布在高液限红黏土填筑区域,影响路堤的稳定性,提高压实度可以增强高液限红黏土颗粒之间的摩擦、咬合和分子引力,从而提高土体的密实度和强度,提高高填方路堤稳定性。高填方路堤初期沉降变形主要来源于高液限红黏土填筑区域,红土砾料初期沉降变形相对较小,适当加大红土砾料填筑厚度可以有减小高填方路堤沉降变形。     

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。     

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。     

火山渣填料在内马铁路路基中的应用研究

肯尼亚内马铁路一期沿线分布有大量火山渣,火山渣具有较高强度,但用作路基填料时不易碾压密实、碾压后会出现表面松散,研究通过掺配沿线的低液限粘土来提高火山渣填料的整体性能,对火山渣以及掺配粘土的混合料进行击实试验等试验,通过现场试验段压实指标检测,研究结果表明掺配后的混合料具有更好的稳定性和整体性,确定了适用于该区域的混合料最佳掺配比例,为后续的火山区域路基压实提供相关参考。     

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。     

岩质斜坡地基上高填方路基变形特性研究

斜坡地基上的填方路堤已成斜坡地基上的填方路堤已成为山区高速公路路基的主要结构型式。高填方路基的沉降发展规律较一般路基有其自身的特征,即在高路堤荷载作用下,地基土中的应力状态发生变化,从而引起地基变形,出现路基沉降。基于此,本文以新建高速公路典型岩质斜坡地基上高填方路基为研究对象,深入研究了填筑过程中路基沉降变形规律,详细分析了其工后沉降特性。结果表明(1)剖面沉降总体变化较小,与路基填筑压实质量较好有关;(2)总体侧向位移量较小,位移变化呈增大→减小→逐渐趋稳的趋势。(3)路基施工阶段累积沉降较大,工后沉降阶段累积沉降局部有较大发展,但路基整体沉降发展较小。     

压实度对磷尾矿改良黏土力学性质的影响研究

为了提高磷尾矿利用率，采用磷尾矿改良黏土制备路基填料。以CBR强度为衡量指标优选配比，测试优选配比在不同压实度下的CBR值、回弹模量及水稳定性，并从材料的颗粒级配、磷尾矿微观结构分析改良黏土的强度机理。随着磷尾矿掺量增加、黏土掺量减少，改良土CBR强度先增加后降低，峰值对应的磷尾矿掺量为50%,选择其为优选配比。随着压实度的降低，优选配比的CBR强度、回弹模量及水稳定性系数均随之降低，但CBR强度和回弹模量均远高于规范要求。磷尾矿与黏土颗粒大小互补，可形成稳定的骨架密实结构。以50%掺量磷尾矿改良黏土，磷尾矿利用率高、改良土强度高，适宜作为路基填料。     

天然砂砾改良低液限粉黏土路基试验研究

通过对新疆清水河至伊宁高速公路粉黏土的物理力学性质、路用性能参数分析,结合天然砂砾的颗粒组成,提出了天然砂砾改良加固低液限粉黏土路基技术。采用天然砂砾与粉黏土掺配,利用天然砂砾的骨架性能,提高了低液限粉黏土填筑路堤的工程性能,从而降低工后沉降,节约造价,满足了填筑路基的工程要求。     

水泥改良粉细砂路基工后沉降及空间应力分布研究

依托浩吉铁路路基工程，探讨粉细砂路基的工程灾害机理，并通过掺加水泥改良其压实性能，对改良的粉细砂路基内部的变形和竖向应力进行监测，分析了沉降及其空间应力分布特征。结果表明:粉细砂路堤存在压实性欠佳、振动强度衰减及边坡易失稳等问题，通过掺加水泥可以提高其压实性能，其水泥/粉细砂的最优配比为5%；竖向沉降随深度的增加总体上逐渐降低；竖向应力随时间变化不大，且随着深度增加总体上逐渐增大，除基床表层以外，基床底层和基床以下路堤区域均低于理论自重应力值；水平方向，对称位置处竖向应力差异较大，揭示了路基内部应力分布复杂的不均匀特征。     

砂泥岩混填力学特性试验分析

砂泥岩混合料是砂岩颗粒和泥岩颗粒按一定比例混合的一种常见的填筑土体,因其取材方便而经常被用于水库、路堤、基坑开挖、渠道等实际工程中。本文通过GDS三轴试验系统,对砂泥岩混合土体在不同的砂泥岩颗粒比例、干密度和含水率情况下的强度和变形特性进行了分析。结果表明：低围压时,砂泥岩混合料应力-应变关系曲线表现为应变软化型,随着围压的增加曲线表现为应变硬化型;含水率对砂泥岩混合料应力-应变关系曲线的形态影响不大,偏应力峰值强度随着含水率的增大先增加后减小;干密度较小时,砂泥岩混合料应力-应变曲线表现为应变硬化型,随着干密度的增加,应力-应变曲线形态向应变软化型转变;砂泥岩混合料抗剪强度参数均随干密度的增加而增大;土体抗剪强度参数随砂岩颗粒含量的增加而增加。     

软土地区高速公路拓宽工程中隔离墙加固机理研究及优化分析

研究高速公路双侧拓宽,当地基中采用深层搅拌桩隔离墙的地基加固方式时,对路堤沉降变形所起的作用运用PLAXIS有限元软件进行数值模拟;然后在不同位置设置隔离墙,研究隔离墙在不同位置对路堤沉降和差异沉降的影响,以及路堤和地基内附加应力的分布情况,得出隔离墙在拓宽工程中的作用机理;然后对隔离墙位置变化和弹性模量参数变化进行对比分析优化。     

高速公路高填路基松铺厚度与碾压遍数的优化

高速公路中高路堤是最重要的工程之一,路基沉降,特别是不均匀沉降会导致路面开裂、沉陷,严重影响道路的行驶质量及使用寿命。通过对新建高速公路高填路基现场碾压试验,比较不同松铺厚度在不同碾压遍数和方式下对应路基沉降和孔隙率的关系。结果得出:松铺厚度为45cm、强振7遍时,松铺系数可控制在1.15左右;碾压遍数和方式宜控制为1遍静压→1遍弱振→7遍强振,可保证最后两遍碾压路基沉降差小于3 mm。     

路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基变形监测研究

以南京市六合区境内新建一级公路K2+220～+540试验段为依托,对高填方路堤情况下水泥土搅拌桩复合地基的沉降变形和侧向变形开展现场监测;深入分析相关监测数据,得到路基填筑作用下水泥搅拌桩复合地基变形特性。结果表明:复合地基分层沉降和土层压缩量随着深度增大而显著减小,填筑期间沉降速率相对较快,持荷期间沉降速率相对趋缓,路基侧向变形沿深度增加而减小。     

水泥搅拌桩连续墙应用于高速公路软土地基处治的数值分析

采用排水固结法处治淤泥土或泥炭土时不但需要较长的时间,而且需要严格控制施工过程,避免路堤发生失稳破坏。为了减少软土路堤的施工时间和增大路堤的稳定性,提出一种新的高速公路软土地基处治方法,即在软土路堤施工前在路堤坡角两侧设置水泥搅拌桩连续墙,通过减少软土的侧向挤出,实现降低路堤的工后沉降和提高路堤稳定性的目的。为了评价该地基处理方法对高速公路软土地基的处治效果,利用有限元软件PLAXIS对设置水泥搅拌桩连续墙后软土路堤的沉降、水平变形和安全性进行深入的理论研究,并与未设置水泥搅拌桩连续墙的软土路堤的理论分析结果进行比较。比较结果表明,在软土路堤坡角两侧设置水泥搅拌桩连续墙不但可以减少软土路堤的沉降,而且提高了路堤稳定性,减少了软土路堤的施工时间。     

高填石路堤施工期沉降规律研究

由于填石料与地基土的受力性能不同，沉降规律也大不相同，因此提出先分别考虑路基和填石料的变形，然后再叠加的方法来研究高填石路堤沉降规律。对高填石路堤地基变形的计算，采用能同时考虑剪切变形和压缩变形的修正邓肯一张模型；对填石层的变形，则采用负指数曲线来拟合现场压实曲线。最终的计算结果与实测值比较，吻合较好。可见，采用的高填石路堤施工阶段沉降的分析计算方法是可行的。     

铁路软弱地基CFG桩加固效果和变形特性研究

针对CFG桩加固铁路软弱地基的效果和变形特性，运用Midas数值分析软件建立二维全断面双线路基模型，分别对施工期地基加固前和加固后6种工况下的竖向位移进行计算。以地基沉降值、路堤沉降值和工后沉降值作为分析指标，说明了CFG桩加固软弱地基的优越性。由于梯形路基附加应力分布不同，沿路基宽度方向地基表面沉降呈“中心大两边小”的不均匀现象。地基压缩层和路堤填料层是地基加固前路基结构的变形关键区，路堤填料层是地基加固后路基结构的变形关键区。桩土之间由于力的分配不平衡存在差异沉降，桩-砂石垫层之间存在最大剪切应变。     

非软弱地基路基沉降变形的分析研究

利用ADINA有限元软件,采用摩尔-库仑模型,对非软弱地基路基的沉降进行了模拟计算。考虑路堤逐级加载过程,得出非软弱地基路基的沉降时间曲线和部分沉降规律,即：路基的沉降变形主要发生在施工期间,其工后沉降相对较小;路基面的竖向变形主要来自于地基的沉降,路堤堤身的变形量相对较小,对于黏性土填料约占总沉降量的0.5%。     

高填石路堤地基沉降计算方法研究

高填石路堤地基沉降受施工情况影响,填筑阶段和非填筑阶段地基沉降规律明显不同,因而不能采用统一的地基沉降与时间关系的表达式来描述地基各阶段沉降规律。填筑阶段,提出了能同时考虑剪切变形和压缩变形的修正的邓肯张模型来计算路基沉降;对非填筑阶段早期的地基沉降,采用与时间和固结压力有关的指数函数预测模型进行计算。通过对填筑阶段和工后早期的沉降计算,其计算结果均与实测值吻合良好。     

重复荷载作用下高液限粘土路基永久变形特性分析

重复荷载作用下高液限粘土路基的永久变形对道路正常运行有较大影响。结合FALC3D软件,建立高液限粘土（路堤）及其水泥改良土（路床）的路基弹塑性本构模型,分析路基在不连续半正弦波荷载下产生的动力响应。分析结果表明：在重复荷载作用下土体的永久变形逐渐累积,随着加载次数增加,初始屈服面不断增大,最后趋近于最大加载面;在重复荷载作用下,土体变形在荷载作用初期变形较大,随着荷载重复次数的增加,变形速率逐渐减小;水泥改良后的高液限粘土路床具有抵抗变形能力。该研究对于高液限粘土地区的高速公路建设具有重要的理论意义和实际价值。