山区地形条件对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性影响的数值分析

为探明山区地形条件对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析不同涵洞结构断面型式、沟谷宽度、沟谷坡度条件下高填方涵洞涵顶土压力及其涵顶土体沉降变形规律,并结合计算结果提出相关的工程技术建议。研究结果表明:(1)沟谷宽度B与涵顶垂直土压力σz及土压力集中系数Ks呈正相关,沟谷坡度α与涵顶垂直土压力σz及土压力集中系数Ks呈负相关;(2)沟谷宽度小于5D、沟谷坡度大于45°时,涵顶土压力集中系数Ks较小,涵洞结构受力最有利,高填方涵洞施工应充分利用原有地形地貌,尽可能保留边坡;(3)不同涵型涵顶土压力及沉降变形特性差异较大,在高填方涵洞设计中应掌握不同断面型式涵洞各位置处的受力变形情况以及最不利点位置,综合考虑进行涵洞断面结构型式的合理选型。     

高填方涵洞地基承载力有限元分析

高填方涵洞地基受两侧路基填土的约束作用,其受力和变形特性与浅基础有明显区别。该文通过有限元对高填方涵洞和浅基础地基承载力及变形特性进行了对比分析,结果表明:在两侧高填土荷载的约束下,随着涵洞顶部填土高度的增加,高填方涵洞的地基土逐渐压缩密实,承载力也得到进一步的提高。因此提出建议非软土地基高填方涵洞在设计中取消对地基承载力的要求,以允许沉降量作为控制指标。     

高速公路高填方涵洞加筋减载设计方法介绍

以高填方涵洞实际工程加筋减载计算为例,阐述一套完整的高填方涵洞加筋减载设计方法。该方法具有以下特点：加筋减载原理科学,减载孔中松散填料与筋材相互作用产生“提兜效应”,可有效分散涵顶上方土压力;加筋可减小涵顶土压力,施工中可避免重型压实机械对涵洞的直接损伤,使得高填方涵洞安全性得到有效保障;涵顶土压力减小可使涵洞设计尺寸减小,节约工程造价。该方法思路新颖,对类似工程设计具有一定参考价值。     

高速黄土路基涵洞土压力分布特征研究

为探究高速黄土路基涵洞土压力分布特征,改进高填方涵洞结构设计,以山西省某拱涵为例,采用CANDE-2007有限元软件建立高填方涵洞数值分析模型,以涵洞设涵方式和填土高度为主要影响因素,揭示涵洞垂直土压力及沉降分布特征,分析不同填土高度下涵顶土压力系数变化,比较上埋式和沟埋式两种设涵方式涵洞涵顶土压力随填土高度变化特征,讨论设涵方式及土拱效应对涵洞应力的影响。在拱涵结构上部土体中布置土压力计,记录土体的实测土压力数据,并将数值模拟结果与实测数据结果相互验证。结果表明:涵洞中心与两侧土体的沉降明显不同,导致土拱效应的产生,是影响涵洞顶部垂直土应力变化的重要因素; 2种设涵方式涵洞涵顶土压力随填土高度变化均呈线性增长趋势;填土高度大于5 m后,随填土高度增加,上埋式涵洞土压力系数呈现先急剧增加再缓慢降低的变化趋势,涵顶伴随应力集中;而沟埋式涵洞土压力系数随高度增加逐渐降低后趋于稳定,其涵顶所受垂直土压力减小;沟埋式涵洞中心沉降值总是大于同等高度下上埋式涵洞的中心沉降;现场监测与数值模拟对比,实测土压力大于数值模拟结果,工程中涵顶应力集中现象更明显。     

如何有效防止涵洞跳车

在长期的公路养护过程中,涵洞跳车是养护的一大难题,此类病害尤其在3级以下公路中最为突出.分析涵洞跳车的原因主要有: (1)工程施工方面:没有按施工技术规范中的要求认真操作,在施工中填筑了不符合要求的土质,造成路基填土密实度不均匀和低于标准,路基抗压强度也不够,在行车作用下产生沉降.     

分层片石摊铺填筑过湿土路基试验研究

针对过湿土因天然含水量高而不能直接用于填筑路基的问题,提出过湿土分层片石摊铺处治技术,并对施工方法和处治效果进行现场填筑试验研究。采用沉降观测和探坑检测2种方法对填筑施工质量进行检测,测试结果表明,当碾压10遍后,沉降趋于稳定,过湿土部分嵌入片石层,两者结合紧密,路基整体填筑质量密实。     

高填涵洞差异沉降土工格栅处理效果研究

针对高填方涵洞差异沉降控制方案，利用有限元ANSYS程序，分析了不同格栅密度及铺设层位对减小差异沉降的效果。结果表明，铺设土工格栅可减小涵洞顶部差异沉降，提高路基整体刚度和承载能力。     

泡沫轻质土在临近营业线的铁路软弱地基处理中的应用

高速铁路引入既有客运专线车站路基时,由于新线路基施工,可能导致临近营业线路基变形过大而直接威胁到运营线行车安全。商合杭高铁肥东站路基工程设计,拟采用泡沫轻质土填筑路基,通过数值模拟研究分析了填筑泡沫轻质土路基的可行性。结果表明:泡沫轻质土用于基床以下本体路基填筑时,新线路基沉降满足设计要求,且可有效减少既有线的附加沉降。     

布袋注浆桩及改良土路堤本体施工技术

以甬台温铁路为例，着重介绍了当软土与硬土、卵砾石土呈互层状时布袋注浆桩加固深层软土地基的施工工艺和改良土路堤填筑的施工技术，以及相应的路基沉降监测、沉降分析和信息化施工。经实践证明，采用布袋注浆桩进行基底处理，改良土填筑路堤本体，并通过路基沉降监测信息指导施工，路基沉降得到有效控制，可以较好地满足设计要求。     

基于连续-粒子耦合的济青高速公路拓宽路基沉降及处治措施研究

本文针对高速公路改扩建新旧路基变形沉降问题,采用连续-粒子耦合数值模型,连续、粒子网格区域分别采用有限单元法和粒子法进行模拟,编制计算程序,建立新旧路基断面计算模型。研究结果表明:拓宽路基新填筑路基土材料的竖向沉降较大,而向远离新旧拼接界面方向上路基土的沉降逐渐增大,且沉降深度逐渐加深,采用土工格栅能有效降低拼接路基图沉降。依托工程中采用水平分层、分段填筑、分层压实以及铺填土工格栅施工方法,有效降低新建路基的沉降。     

湿陷性黄土地层市政道路改扩建路基差异沉降现场试验研究

依托朔州市南环路道路改扩建工程，采用现场试验分析方法，对湿陷性黄土地层市政道路改扩建路基差异沉降变形规律开展了研究。结果表明，在路基土整体填筑完成前，最主要的部分是地基压缩变形，路基土填筑完成后的地基沉降仍在增加，但速率变缓，且主要是地基固结沉降，为改扩建工程设计施工方案选择提供了科学依据。     

软基上埋式箱涵土压力的离心模型试验研究

为考察软基上埋式箱涵受力特性,通过离心模型试验,研究了其竖向和侧向土压力、土压力系数随填土高度变化的规律及周围填土位移场的变化情况.试验结果表明,使用桩基的箱涵与两侧路堤产生了显著的差异沉降,并在涵洞处形成了驼峰;内外土柱差异沉降在路堤中形成了拱脚位于涵顶两侧的上凸压力拱,并使拱脚处竖向土压力集中,且竖向土压力系数随路堤填筑呈开口向下的抛物线分布,在某一涵顶路堤高度下达最大值;同时,随涵顶路堤填筑,涵洞侧向土压力和侧向土压力系数增加,由于涵侧路堤以沉降为主的位移模式与挡土墙后填土不同,涵洞侧向土压力小于现行规范值.软基上路堤、涵洞和地基的协同作用分析表明,传统的强涵基、弱地基的设计理念将使涵顶竖向土压力集中,并导致结构失效.为降低涵洞结构破坏风险,建议采用轻质填料填筑涵顶、涵洞反开挖施工和结构设计考虑涵顶竖向土压力集中等措施.     

地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响

为了研究地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响,根据规范采取一定措施消除了黄土的湿陷变形,通过Midas GTS数值模拟的手段,研究了地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响以及涵顶土压力的变化规律,得出了能指导此类涵洞设计的实用结论。     

不良地质下高液限黏土路基改扩建粉喷桩处治数值分析

为研究软土地基上含圆管涵高液限黏土路基改扩建差异沉降,通过室内试验及改良试验,分析高液限黏土作为路基填料的工程特性,确定路基结构,并利用ABAQUS软件建立软土地基上设置涵洞的高液限黏土路基改扩建模型,探究粉喷桩处理后不同填土加载高度下填土应力及路基沉降变化情况。结果表明,40%碎石改良高液限黏土满足路床(96区)填筑要求;随着填土加载高度的增加,周围土体会对涵洞产生应力集中,涵洞对路基有应力分散的作用;新路基的填筑会导致老路基的附加沉降;经过粉喷桩处理后,新老路基差异沉降为2.7 cm,软土地基处置恰当。     

粉喷桩复合地基沉降的数值模拟研究

软弱路基在路堤填筑过程中的沉降规律是高速公路建设中非常关心的问题,应用有限元数值方法,研究了粉喷桩复合地基在填土过程中沉降的动态过程,揭示了孔隙水压力在施工过程中的增长消散规律,计算得到了复合地基桩土应力比。     

V形冲沟高填石路基沉降变形特征研究

高填石路基的沉降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石路基工程,对V形冲沟地区高填石路基的沉降变形进行了监测,分析了高填石路基的沉降变形特征。研究表明:高填石路基的沉降量随填筑高度增加而增大,路基填筑期间,沉降发生较快,路基填筑过程中产生的沉降量占总沉降量的一半以上;高填石路基工后沉降曲线呈明显的台阶状,降雨对其工后沉降影响显著;路基填筑完成一年后,高填石路基沉降基本趋于稳定。因此,高填石路基完工后至少经历一个雨季方可铺筑路面,在工期允许的情况下宜自然沉降稳定一年时间较合适。现场试验结果可为高填石路基的设计、施工与维护提供理论依据。     

高速公路路基沉降与施工控制研究

针对高路堤高速公路,控制沉降是提高公路寿命的主要因素。在施工过程中,需对路基填筑速率以及各步骤施工时间进行掌控。以洞新高速公路DK86~DK93为工程实例,对施工过程中路基水平位移与竖向沉降进行了监测,建立了灰色预测模型,通过研究得出以下结论:DK86~DK93段公路在路堤填筑初期,其路基沉降速率约为10 mm/月,路堤填筑后期沉降速率减小,约为5 mm/月。路基沉降速率连续两个月不超过5 mm/月进行底基层、基层施工,连续两个月不超过2 mm/月进行面层施工。经灰色预测模型可知DK86~DK93段公路在路堤填筑完毕后2个月其沉降速率达到5 mm/月以下,路堤填筑完毕后3个月其沉降速率达到2 mm/月以下。由此得出结论此段高速公路在路堤填筑完毕后2个月可进行公路底基层、基层施工,路堤填筑完毕后3个月后可进行公路面层施工,以保障工程质量。     

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。     

软土地区水泥土搅拌桩路基沉降特性分析

以广东肇花高速公路软土地基水泥搅拌桩处理工程为研究背景,依托3个现场试验段工程开展了软土地区高速公路路基桩土沉降、桩体压缩、分层沉降及孔压消散等一系列现场路堤观测分析,系统研究了水泥桩复合地基的沉降及孔压消散规律。试验表明:3个试验段的桩间土沉降、桩基沉降和桩体压缩量,均依次呈递减规律,桩间土沉降最大,桩体压缩最小,水泥土搅拌桩处理条件下路基沉降主要发生在桩头范围内;在路堤填筑过程中,地基孔压会产生一定程度上升,在路堤填筑完成之后,孔压消散较快,但仍存在一定工后沉降。     

基于双指标控制软土路基填筑变形控制研究

依托四川省某软土路基分级填筑工程(5级),通过在路堤中部剖面布设沉降管和在坡脚布设水平测斜仪的方法,监测分级填筑过程中的路基变形指标;采取实测沉降值和单日最大侧向位移双指标沉降控制方案,拟合验算各级填筑的最佳沉降时间节点;计算标准沉降时间对应的单日最大侧向位移并验证其规范性.结果 表明:软土路基在分级填筑施工过程中会发...