高架桥基础承台开挖引起的路面差异沉降控制方法研究

高架桥基础承台施工时需开挖基坑,回填后新路基在车辆荷载作用下将产生较大的沉降,故造成新老路基上部路面的差异沉降。该文采用有限差分软件FLAC3D分析研究不同的土工格栅层数、格栅模量、格栅位置、回填材料以及基坑开挖方式对减小路面差异沉降的效果。计算结果表明:格栅层数越多对减小差异沉降的效果越好,并且随着格栅层数的增加,格栅加筋效果减弱。增加格栅模量也可减小路面不均匀沉降,且格栅铺设的3个位置都有作用,其中铺设在面层与基层交界处效果最好。回填材料选择二灰土可以明显减小新老路基的差异沉降,故采用类似二灰土等坚硬的回填材料具有很好的效果。基坑开挖采用放坡开挖的方式,对减小沉降与差异沉降方面的效果优于台阶开挖。     

高架桥基础承台与路面差异沉降分析

为了研究高架桥基础承台与路面差异沉降特性,运用FLAC3D软件针对不同的承台埋深、基坑开挖坡度、铺设格栅及格栅层数建立数值分析模型,分析不同因素对差异沉降的影响。结果表明,基础承台埋置深度对承台与路面间差异沉降影响较小,随着承台埋置深度的增加,其差异沉降变化较小;由2种情况下的基坑开挖坡度比较得知,基坑开挖坡度为1∶1.5时比基坑开挖坡度为1∶1时路面最大沉降大。同时,铺设土工格栅的作用效果较明显,在相同等效荷载作用下对比未加筋情况,随着土工格栅层数的增加,路面沉降量减少,但格栅的作用效果随之减弱。     

土工格栅加筋作用对拓宽路基沉降的影响分析

以铺设和不铺设土工格栅的2种模型进行计算,分析土工格栅的作用机理;从土工格栅的铺设层数、层位、长度,以及材料弹性模量等参数对路基沉降的影响进行分析,得出在路基拓宽工程中铺设土工格栅能够改善新老路基接合处的受力状况,对控制拓宽的新路基沉降有益。土工格栅铺设的层数越多,对路基的沉降控制越好。     

高速改扩建路基施工中土工格栅加筋技术优化研究

为充分发挥土工格栅加筋技术在高速改扩建施工中的优势,进一步解决公路路基加宽施工中的差异沉降问题,本文以云南省昆明市附近一段改扩建高速公路为例,建立改扩建路基有限元模型,分析不同路基填筑高度后的地表附加沉降及路面横坡变化规律。采用土工格栅加筋技术,通过改变土工格栅的弹性模量,加筋长度、铺设位置及加筋层数等技术参数,分析不同参数下路基表面沉降及横坡的变化。研究结果表明:土工格栅等加筋材料对减少路基沉降效果明显,但路基高度超过5m,单纯靠加筋处治减缓路基差异沉降效果不显著。当加筋材料弹性模量为1GPa时,在地表顶层和底层铺设两层加筋材料能满足经济性与有效性的双重要求。该研究结果对公路路基加宽施工中加筋技术的的设计、施工提供了技术参考。     

路基拓宽段差异沉降数值模拟

为研究高速公路路基拓宽段的差异沉降,利用FLAC3D软件研究了路基加筋、路堤高度、加筋层数、筋材弹性模量等因素对路基差异沉降的影响。结果表明,在新老路基拼接处设置土工格栅,可有效减小新老路基间的差异沉降;随着填筑高度的增加,路基的差异沉降明显增加;在路基拓宽工程中,铺设多层土工格栅可减少路基的差异沉降;随着土工格栅弹性模量的增加,也能有效地减少拓宽路基的差异沉降。     

桥墩承台对高架桥下路面不均匀沉降的影响

为研究承台对高架桥下桥墩间路面不均匀沉降的影响,运用midas GTS NX软件从承台埋深和路面刚度两方面对高架桥下路面不均匀沉降的影响进行模拟分析。当承台的埋深在1~2.5m的范围内时,随着承台的埋深增加,路面的沉降差也逐渐减小,并且减小幅度较大。当路面的弹性模量在5~15GPa的范围内时,道路的沉降差递减变化显著,递减的速率较大,差值减小幅度也较大。随着承台埋深的增加,高架桥下路面的沉降差逐渐减小。随着路面刚度的增加,高架桥下路面的沉降差也逐渐减小。适当的增加承台的埋深,提高路面刚度有利于改善高架桥下桥墩间路面的不均匀沉降。     

城市道路路基拓宽处治中土工格栅数值分析

公路改扩建城市道路工程中通常采用土工格栅处治路基拓宽搭接处新旧路基差异沉降。相关设计规范明确了新旧路基差异沉降的控制技术和控制标准,但对于土工格栅在路基拓宽处治段中最佳布设层数和竖向间距、位置等目前多为经验性的缺乏相应的设计方法和规范指导,存在经济上的浪费或效果不佳。以荆门南高速出入口综合整治工程拓宽搭接段为研究对象,建立路基拓宽有限元计算模型,通过有限元数值分析研究铺设不同方式土工格栅拓宽路基对路面竖向位移及路面横坡比的影响。根据计算结果确定了合理的格栅竖向间距与铺设方案,该研究结果可以为公路改城市道路路基拓宽处治提供方案参考。     

竹筋格栅加固高陡沟壑黄土填方路基数值模拟研究

竹筋格栅是一种新型加筋材料,其具有的高强、环保等特点使其优于土工格栅等传统加筋材料。通过ABAQUS三维建模计算,对高陡沟壑黄土填方路基填土与原状土交界面竹筋格栅加固效果及其影响因素进行研究。研究结果表明：黄土填方路基填土与原状土交界面最大差异沉降和最大横向位移均位于路基顶部;在填土与原状土交界面采用竹筋格栅加筋后交界面差异沉降较加筋前明显减小,交界面横向位移亦明显减小;相比于中部和底部,在路基上部位置铺设竹筋格栅效果最优,交界面差异沉降减少量最大;竹筋格栅间距存在最优加筋间距,即界面差异沉降控制效果随格栅间距变密而提升,但间距过密时效果提升不明显。在实际工程中可仅在路基中上部位置铺设竹筋格栅,并选择最佳的格栅间距。     

砂砾填筑及土工格栅改善桥头跳车机理研究

采用有限元计算的方法，分析了桥梁台背回填砂砾和粘土的受力状态的差别；并分析了不同层距土工格栅加筋路堤的受力变形特性。得到以下主要结论：①土体的材质对沉降有十分明显的影响，对于弹性模量、内摩擦角、粘聚力相对稼大的砂砾而言，其整体性能比粘土要优良，更适合做路堤填土；②土工格栅加筋作用能够有效减小路堤沉降量，提升路堤的整体性和竖向变形均匀性，且格栅层距越小效果越明显；③格栅有利于改善路面结构和搭板的受力和变形特性，从而延长路面使用寿命。     

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。     

土工格栅加筋填挖交界路基离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,对填挖交界路基处不同的土工格栅加筋方案对于不均匀沉降的处治效果进行研究。通过测量填挖交界路基表面测点的沉降量和位移变化,分析土工格栅铺设的层数对填挖交界路基不均匀沉降和路基整体稳定性的改善作用,因此根据对比试验获得最佳的处治方案。试验研究结果表明:铺设两层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要优于只铺设一层的,而铺设一层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要好于不铺设土工格栅的。     

黄土地区加筋路堤变形控制效果研究

将土工格栅作为加筋材料铺设于黄土路堤中能够有效改善路堤的变形特性,提高路堤的稳定性。通过一系列土工试验,研究了山平高速公路黄土路堤填料的基本物理力学性质;建立数值分析模型,对比分析了交通荷载作用下黄土路堤在未加筋和加筋两种工况下的变形特性;研究了筋材布设方式对黄土加筋路堤的影响,并进行了参数分析。结果表明：土工格栅能够有效减小黄土路堤顶面沉降、不均匀沉降和侧向位移;当格栅铺设层数相同时,等间距铺设的效果要好于非等间距铺设;荷载大小、填土参数、筋材参数对加筋路堤工作性状影响较大;筋土界面似摩擦系数对边坡稳定性影响较大。     

陡坡地段路基差异沉降影响因素及控制措施研究

以实际工程为背景,基于正交试验方法对山区陡坡路基沉降数据进行方差分析。结果表明,各影响因素对陡坡路基差异性沉降的影响程度依次为:填土高度斜坡坡度地基土性质;进一步通过回归方程和响应曲面图,定量直观地揭示了3个因素对路基差异沉降的影响规律。再利用FLAC3D模拟陡坡路基铺设土工格栅和未铺设时的沉降情况,结果表明,铺设土工格栅后差异沉降值较未铺设时减小了33%,表明铺设土工格栅能有效减小陡坡路基差异沉降。     

土工格栅在填方路堤中的加筋作用试验研究

为了进一步理解土工格栅的加筋作用和在填方路堤中的应用方法,基于室内三轴试验,对加筋土的作用机理和力学性能进行影响分析,并建立了FLAC~(3D)数值模型,对土工格栅在填方路堤中的铺设方案开展优化设计。分析结果表明:加筋土样的承载能力明显大于未加筋的情况,随着加筋层数的增加,土工格栅的侧向约束作用越大,准黏聚力变化最明显;拟采用的双向土工格栅效果优于单向土工格栅,可以有效防止周围填土的扰动,增强筋土界面的嵌锁效应;随着填筑层数的增加,路堤的最大沉降位置和集中沉降区域向下移,而且整体位移趋于均匀、稳定;土工格栅的位置和长度均能影响路堤的沉降和侧向变形,分析模型得到的最优方案为在距坡脚0m的位置铺设35m左右的土工格栅。     

高速公路拓宽土工格栅加固效果分析

为了研究土工格栅在路基拓宽工程中减小新旧路基由于固结程度不同产生差异沉降的效果,结合工程实例通过有限元分析方法和工程类比法,分析土工格栅在控制新老路基沉降过程中的作用。表明通过新路基中铺设土工格栅的方法可以有效改善新老路基的差异沉降。并有效加固了新路堤边坡。     

基于FLAC3D的陡坡路基不均匀沉降控制措施研究

为研究陡坡路基不均匀沉降控制措施,基于FLAC3D建立相应陡坡路基段的数值模型,分别模拟陡坡路基在铺设土工格栅和设置不同桩长与横截面尺寸的支档结构2种情况下1年内的不均匀沉降控制效果,并与未采取控制措施的陡坡路基模拟结果进行对比。结果表明,铺设土工格栅和设置支挡结构均能控制陡坡路基的不均匀沉降,且铺设土工格栅后不均匀沉降相较未采取控制措施的不均匀沉降值减小了33%,设置支挡结构后总体沉降相较未采取控制措施减少15%,但不均匀沉降仅减少0.6%。由此表明铺设土工格栅更能有效减小陡坡路基的不均匀沉降。     

土工格栅处治填挖交界路基不均匀沉降技术研究

为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,建立了加入不同竖向间距土工格栅的路基有限元计算模型,分析了格栅竖向间距对路面顶面的竖向位移的影响,当土工格栅间距在2 m以上时,处治效果很差;当格栅间距在1 m以内时,能够取得较好的处治效果。另外分析得出挖方段土工格栅的最小长度为2 m。在此基础上,结合宛坪高速公路工程实际,提出了台阶开挖、土工格栅铺设方案和冲击压实等处治填挖交界路基不均匀沉降的施工处治方法。     

土工格栅对加筋高填路堤稳定性影响特性分析

山区加筋高填路堤的设计和施工中,土工格栅对其稳定性的影响因素并不是很明确。为了有效地分析土工格栅对加筋高填路堤稳定性的影响,该文结合广东省云(浮)-罗(定)高速公路典型高填路堤工程,在分析未加筋路堤的稳定和变形特性的基础上,对土工格栅参数设计进行比选和优化。根据格栅铺设位置的不同,选择不同的格栅长度、格栅层数、拉伸模量等,利用强度折减数值模拟技术,计算和分析不同工况条件下土工格栅设计对安全系数和潜在滑动面的影响。研究结果表明:采用路堤下部格栅铺设的方式对边坡安全系数的增加较明显,计算的安全系数比在路堤中部和上部铺设格栅工况条件下的值大。在相同的计算参数情况下,土工格栅的拉伸模量为50~200kN/m、层数为7~9层时,加筋效果较明显;在高填路堤中,在路基中下部8~26m范围内铺设土工格栅及边坡坡脚附近上下加铺土工格栅,加筋效果明显。     

土工格栅加固处理软土路基优化研究

以土工格栅加固某软土路基扩宽工程为背景,运用MIDAS/GTS有限元软件建立路基三维模型,针对不同土工格栅加筋层数的软土路基进行位移、应力及稳定性对比分析,优选出最佳的土工格栅加固层数。研究结果表明:增大土工格栅加筋层数可以有效减少路基的位移和应力,提高稳定系数;当加筋层数为3层时,路基位移、应力减小幅度较大,加筋效果最明显;考虑到减小施工难度和降低工程成本等因素,选择铺设3层土工格栅加筋层为最优方案。     

双向土工格栅处理桥头跳车的试验研究

为了研究桥头跳车问题,对采用双向土工格栅加筋与短搭板相结合的方法在武汉阳逻长江大桥接线上进行了实体工程试验研究,对桥头加筋和没有加筋路堤的分层沉降和地基沉降,以及路堤中的土压力进行了对比观测。建立了考虑土工格栅-土界面接触特性的有限元模型,分析了双向土工格栅加筋层数、层间距、格栅的抗拉模量,桥头路堤填土的模量、粘聚力、内摩擦角和地基土的力学性质时桥头路堤沉降的影响规律。结果表明,采用双向土工格栅加筋和短搭板相结合的方法,可以达到消除桥头跳车的目的;从桥头路堤表面向下以一定层间距布设加筋层,随加筋层数的增多(加筋深度随之增大),外荷引起的附加剪应力能向更深处传递,是加筋效果提高以致桥头差异沉降减小的重要原因,但最大有效加筋深度约为2.5～3.6m;当格栅层数一定时,如果采取等间距布置,适中的层间距时桥头路堤沉降最小;增加填土的弹性模量和内摩擦角或土工格栅的刚度,可以有效降低双向土工格栅加筋的桥头路堤沉降。