土石混填路基沉降变形特征的二维力学模型试验研究

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现不均匀沉降变形,导致路基开裂或失稳,降低了公路的服务水平。为了揭示土石混填路基的沉降变形特性,为设计和施工控制提供依据,采用二维力学框架,进行了不同工况和不同压实度土石混填路基的二维力学模型试验,再现了土石混填路基的沉降变形性状。试验结果表明,填筑高度和压实度是影响路基沉降量的主要因素;路基的施工期沉降远大于工后沉降,但施工期沉降的发展速度较快,工后沉降发展速度缓慢。随路基填筑高度的增加,施工期沉降呈抛物线增长,工后沉降趋于线性增长;压实度不足时,路基的工后沉降量可能成倍增加。     

土石混填路基变形破坏机制的底摩擦试验模拟

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现多种形式的病害,降低了公路的服务水平.揭示土石混填路基的变形破坏机理,为设计和施工控制提供依据,本研究采用自动化底摩擦仪,进行了不同填筑形式,不同压实度的土石混填路基的底摩擦试验,再现了路基的变形破坏过程和最终的破坏模式.研究结果表明,土石混填路基的破坏主要源于坡脚失稳和不均匀沉降,最终的破坏模式可归结为路基边坡的滑塌和不均匀沉降导致的路基纵向开裂.对于坡度较小的斜坡路基,通过开挖台阶,可有效地提高路基的稳定性.     

土石混填路基变形破坏机制的底摩擦试验模拟

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用，但由于设计、施工规范不完善，路基经常出现多种形式的病害，降低了公路的服务水平。揭示土石混填路基的变形破坏机理，为设计和施工控制提供依据，本研究采用自动化底摩擦仪，进行了不同填筑形式，不同压实度的土石混填路基的底摩擦试验，再现了路基的变形破坏过程和最终的破坏模式。研究结果表明，土石混填路基的破坏主要源于坡脚失稳和不均匀沉降，最终的破坏模式可归结为路基边坡的滑塌和不均匀沉降导致的路基纵向开裂。对于坡度较小的斜坡路基，通过开挖台阶，可有效地提高路基的稳定性。     

基于静力贯入的土石混填路基压实度确定方法

为了建立土石混填路基压实度确定新方法,在研究土石混填路基静力贯入变形力学机理的基础上,将贯入变形视为贯入形成的土石柱压缩变形及柱端沉降两部分,考虑到土石柱及柱端土石体被压缩导致其孔隙率和变形模量变化的特点,引进分级加载的思想,分别提出土石柱压缩变形及柱端沉降的计算方法,从而建立贯入变形与路基初始孔隙率的分析模型;依据静力贯入试验曲线,采用基于自适应的遗传模拟退火优化算法,建立初始孔隙率的反演分析方法;根据初始孔隙率与压实度的关系确定路基压实度,进而建立基于静力贯入的土石混填路基压实度新型确定方法;最后,通过工程实例分析了该方法的合理性与可行性。结果表明:该方法不仅可以确定土石混填路基压实度,而且可确定其他力学参数。     

高速公路土石混填路堤现场压实试验研究

结合某高速公路工程,对土石混填路堤展开现场压实试验,研究在不同碾压遍数和不同填铺厚度下土石混填路堤的竖向沉降、水平位移、基底竖向应力等的变化规律。结果认为：路堤的累积沉降量随碾压遍数的增加表现出先呈快速增长后逐渐稳定的特征,并且在相同铺填厚度下的差异沉降量随碾压遍数的增加而逐渐减小;水平位移和基底竖向应力也表现出与累积沉降量相似的变化规律,但水平位移量明显比沉降量小很多。通过对试验结果的分析,获得了最佳松铺厚度、碾压遍数等压实工艺参数,为该高速公路路堤施工提供了合理的指导。     

陡坡地段土石混填路基压实特性研究

依托建水至元阳高速公路二标段陡坡地段的土石混填路基填筑工程，以正交试验设计9种工况，将孔隙率作为压实质量指标，运用PFC3D软件进行模拟分析，研究坡度、含石量及荷载循环遍数对土石混填路基压实质量的影响，并通过现场试验验证模拟结果。结果表明:土石混填体的位移量随循环加载遍数的增加逐渐变大，位移速度随循环加载遍数的增加逐渐变小；相同条件下，斜坡坡度越大，填料的压实质量越低；填料压实质量随着含石量的增加先升高后下降；循环加载遍数并非越多越好，碾压过多，对土石混填路基的压实质量影响有限，甚至造成压实质量下降；各因素对土石混填路基压实质量影响大小依次为:陡坡坡度＞含石量＞循环加载遍数。     

土石混合填料高路堤沉降变形特性试验研究

为分析山区公路土石混填材料特征以及高路堤结构的沉降变形规律,采用土工离心加速设备进行了不同土石比含量、不同离心加速度以及不同夯实工艺条件下土石填筑模型的室内离心加速试验,分析了石料含量、填筑高度以及分层强夯施工工艺对于土石混填高路堤沉降变形影响规律。结果表明:不同土石比填筑模型沉降变化均呈现明显的分层规律,中部2/3至顶部区域变化最为明显,随着土石比减小,沉降值明显减小,但石料含量70%以后填筑模型的沉降观测效果不显著;分层强夯工艺能显著降低土石混填填筑体的沉降值,从工程经济性出发考虑,建议针对此项工程20m以上高填路基采用分层强夯工艺。     

高速公路土石混填路基工作区深度的计算分析

运用BISAR3.0程序计算不同工况下高速公路土石混填路基的路基工作区深度。研究结果表明:土石混填路基与砂土、黏土路基相比,工作区深度较大,其值随土石比增大而减小。当轴载增大时,土石混填路基工作区的深度增大,两者呈线性关系;在一定范围内,路基土石混合物含水率越大,工作区深度越小。现行规范将路基顶面以下0～80 cm部分作为路基工作区不适用于所有公路,高速公路土石混填路基工作区深度应根据公路的实际工况进行计算。     

基于振动反应的土石混填路基压实质量评价方法

通过现场振动压实试验和原位压实沉降测试,分析了土石混填路基压实规律和压路机振动响应特征,研究了2种典型连续压实指标AA(直接法)和CMV(间接法)的适用性。结果表明,AA指标可作为土石混填路基连续压实指标,基于此,提出了以指标相对值为ΔAA土石混填路基压实质量评价标准,并以指标的变异系数C来反映其压实均匀性。     

土石混填路基压实度检测新方法研究

土石混填路基压实质量的控制一直是一个难题,利用一般的压实度检测方法存在许多局限性与不足。首先基于快速静载试验,建立静载试验荷载—变形曲线与土石混填体密实度之间的理论模型;然后进行了室内模型试验,制作了各种形状及尺寸的探头,在不同含石量、不同压实度的路基上进行了试验,探讨了快速静载试验中各种影响因素的敏感程度;最后通过实验所得到的快速静载试验曲线,确定了合理的加载方式,探头形状及尺寸,提出了基于快速静载试验的土石混填路基压实度检测新方法,该方法具有可行性与合理性。     

现场CBR试验在土石混填路堤填筑中的应用研究

介绍了现场CBR试验的基本原理和测试方法,应用现场CBR值评价高速公路土石混填路堤的压实效果,并与传统的干密度测试、沉降差测试和弯沉测试结果进行了对比分析。结果表明,土石混填路堤的现场CBR值与干密度测试、沉降差测试和弯沉测试成果相当吻合。根据试验结果,建立了CBR值和干密度之间的关系式,并在土石混填路堤填筑质量控制中得到应用,取得了较好的经济效益。     

基于土工格栅加筋优化技术的高速公路路基加宽技术研究

针对旧路基加宽易导致路基发生差异性沉降而形成裂缝的问题,采用土工格栅加筋来提高路基的稳定性。通过建立加宽路基的有限元模型,获得不同土工格栅加筋对加宽路基的性能提升。结果表明:未加铺土工格栅时,原路基地表沉降曲线呈勺形,最大沉降出现在路肩处;地表水平位移曲线呈S型,以路基中心13 m为界,左侧水平位移指向内侧,最大位移为18 mm,右侧水平位移指向外侧,最大位移28.10 mm。对比不同加铺土工格栅方案对加宽路基性能的优化可以看出,铺设土工格栅来减少路基沉降效果和降低地基中应力获得的效果并不明显,但能够较好地减少路基的水平位移量。从经济角度考虑,采用第1/4/5组合,即下部铺设两层,顶部一层加铺土工格栅具有较好的效果。     

公路改扩建路基差异沉降特性研究

为提高公路改扩建项目建设水平,分析了路基差异沉降量的计算理论和主要原因,利用ANSYS15.0绘制数值模型,得到新老路基间的不均匀沉降变形,并探讨加宽高度、填料重度的影响规律.研究结果表明,路基竖向位移和水平位移基本呈中间小两边大的"凸"形变化趋势,其最大值分别位于土路肩的边缘和新老路基结合位置;随着加宽高度和填料重度增加,加宽路基和地基土各监测点的沉降变形和新老路基间差异沉降也随之变大,且路基加宽高度从2 m至12 m,新老路基不均匀沉降提高129.3％,填料重度每提高5 kN/m3,新老路基差异沉降平均增加79.4％.     

池塘抽水对临近软土路基变形影响分析

以某高速公路工程为例,运用有限元分析方法,考虑无加固以及“高压旋喷桩+钻孔桩”联合加固两种工况,研究深水池塘抽水对已有高速公路路基变形的影响规律。分析结果显示:路基沉降随着抽水深度成非线性增长,其增长速率随着抽水深度增大而减小;抽水造成临近路基不均匀沉降,靠近池塘一侧的路基沉降较大;采取加固措施对路基水平位移以及沉降有很好的控制效果。     

新建铁路对既有铁路路基安全稳定性影响研究

基于分层总和法和GeoStudio数值软件,从沉降、水平位移和路基边坡稳定性等方面分析某新建铁路路基对既有铁路路基安全稳定性的影响。研究结果表明:分层总和法计算得出路基填筑扩建后,既有路基左线中心处沉降为6.4 mm,沉降量大于规范值;数值建模计算得到既有路基左线中心处沉降为8.5 mm,沉降量与分层总和法计算结果较为一致,均不满足轨道线路静态几何尺寸容许偏差管理值的要求;水平位移小于1.0 mm,满足规范允许值;新建路基对既有路基边坡的稳定性不造成影响,不会造成既有路基的失稳。     

基于北斗融合多源传感器技术的铁路路基稳定性监测研究

针对常规GNSS自动化监测和传统路基自动化监测技术的不足,提出了基于北斗融合多源传感器技术的铁路软基稳定性监测系统的架构及实现路径,并以北斗融合静力水准在软基沉降变形监测中的应用为例进行了现场试验.结果 表明:北斗融合静力水准沉降监测系统为路基监测提供了统一的时空信息基准,可满足铁路路基从建设到运营全生命周期对沉降监测...     

管桩加固软土路基桩土相对位移分析

管桩加固软土路基作为一种新的处理方式可以有效地解决路基稳定和总沉降的问题,但是桩顶平面会产生较大的桩土相对位移。对桩土相对位移的形成机理进行分析,利用桩土相对位移的原型观测试验,从变形的角度研究桩土协同工作性状,同时提出了桩土相对位移的控制方法。     

滨海软土地区管廊路基变形特性分析

以福州滨海新城管廊路基工程为依托,运用FLAC3D有限差分软件,模拟软土地质条件下管廊路基施工阶段及工后运营期沉降特性。结果表明:基坑开挖阶段,基底最大隆起量为基坑开挖深度的0.14 %,开挖对地表影响范围为4～5倍的开挖深度,基坑侧壁水平位移最大值为开挖深度的0.14 %,大致在基坑开挖深度2/3处;基坑回填结束,管廊沉降逐渐增大并表现为均匀沉降;路基回填结束,管廊产生了0.25 %的倾斜率。路基沉降受管廊影响,出现不对称沉降,左右两侧最大差异沉降率分别为1.33 %,1.00 %。管廊位置处沉降出现突变,两侧沉降值最大相差22 mm;工后20年时,管廊沉降值及横向位移值变化不大,倾斜率变为0.42 %,路基沉降变为竣工时4倍,左右两侧最大差异沉降率分别为0.38 %,1.00 %,管廊存在处路基顶面出现S型沉降曲线,且该现象越来越明显。