浅谈轻质填料在路基中的应用

为减少路基沉降,通常采用轻质填料填筑路堤,其中常用的填料有粉煤灰、土工泡沫塑料和泡沫轻质土。通过工程实例,介绍了这3种填料在路堤中的填筑方法,并结合不同路堤高度、不同填料的工后沉降量及工程造价,对工程设计方案进行了比选。     

泡沫轻质土在高速公路软土地基处理中的数值分析研究

为提高软土地基上高速公路路堤的稳定性,减少地基的总沉降量及工后沉降量,常采用泡沫轻质土作为路基填料,以减少路堤的自重来达到上述目的。通过数值分析方法,研究泡沫轻质土的处理效果及变形特征,并与实测成果相比较,计算和分析均表明,采用泡沫轻质土处理软土地基,能有效减少地基的总沉降量及工后沉降量。     

软土地基泡沫轻质土路基变形性状分析

由于泡沫轻质土浇筑的路基属于整体性结构,加之轻质土路基作用下地基的沉降量小,因此轻质土路基对地基不均匀沉降应有更大的适应性。以广佛江快速通道江门段一标段的试验工程采用气泡混合轻质土换填部分路基为例,根据现场监测数据对气泡混合轻质土在深厚软土路基浇筑过程中的路基基底应力、应变和路基分层沉降规律进行分析,并讨论了软土地基泡沫轻质土路基荷载的分布和传递规律。     

泡沫轻质土在软土地区高速公路改扩建中的应用

软土地区高速公路改扩建存在差异沉降大的问题，依托广东佛江高速改扩建工程，分析了软土地区基底采用泡沫轻质土换填的机理，根据荷载等效原则推导了泡沫轻质土合理换填厚度，并与常规CFG桩复合地基法进行经济效益对比，发现泡沫轻质土换填可大幅降低工程造价；且建立了路基常规加宽与泡沫轻质土填筑的有限元分析模型，分析了2种加宽方式下的沉降分布。结果表明：1)采用泡沬轻质土作为加宽路基填料时，加宽后路基表面沉降和新老路基差异沉降均显著降低；2)该结果可为软土地区大规模产业化应用泡沫轻质土提供一定的理论基础。     

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。     

高烈度地震区域泡沫轻质土路堤稳定性分析

依托云南省昌保高速公路工程,建立有限元数值模型,并进行了静力分析,研究泡沫轻质土陡坡路堤的工后变形、地震荷载下地基-路基接触面的作用机理、位移反应;分析路堤的整体稳定性。结果表明:随着地基-路基接触面（路基基底面）的摩擦系数值增大,路基表面不均匀沉降得到有效抑制和路基临空面的水平位移也相应的减小。另外,在静力与地震激励作用下,陡坡路堤滑动面均经过坡脚处。     

EPS轻质土强度试验及在软土路基沉降控制中的应用

针对宁波市通途路建设工程中产生的大量废弃土,提出利用该废弃土配制强度较高的轻质土,并用于路堤填筑,以控制路基的沉降。为此,考虑实际施工情况,通过掺入不同含量的水泥与EPS,获得了轻质土试样,进行了一系列室内三轴试验,研究了水泥含量和EPS掺入比对轻质土密度和弹性模量的影响,利用有限元软件进行轻质土低路堤填筑的使用效果分析,获得了路面的工后沉降与道路开通后的路面动力沉降计算结果。结果表明:轻质土的密度随着EPS添加量的增加而减小;轻质土的弹性模量随着EPS添加量的变化而存在最大值;轻质土在控制软土地基路面沉降方面效果显著,水泥含量选用10%较为合理。     

气泡混合轻质土在路桥过渡段施工应用中的沉降变形分析

基于数值模拟与现场实测,对气泡混合轻质土在路桥过渡段中的工程特性及沉降变形进行了分析,结果表明:路基沉降变形随着气泡混合轻质土容重的增大而呈线性增长,分层填筑厚度越大,沉降变形增长速率越快;沉降变形随气泡混合轻质土弹性模量的增大而逐渐减小;分层填筑高度对路基沉降变形影响较大,分层厚度越大,沉降变形越明显;建议气泡混合轻质土容重采用6kN/m3、弹性模量采用100MPa、分层填筑厚度采用0.5m;路基横断面的沉降变化呈"Z"字型,纵断面呈两阶段变化特征,最大沉降变形分别为20mm和25.8mm;工后实测结果表明,路基最大沉降量仅为46.3mm,且稳定沉降值均小于30mm,沉降变形控制效果良好。相关研究理论和工程经验可为类似工程提供参考。     

泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中的应用

泡沫轻质土作为近年来常用的一种新型材料,具有轻质性、整体性、抗压性、耐久性、环保性等良好的工程特性。与传统填料相比,泡沫轻质土的抗压及高强特性,对工后沉降的控制更具优势。特别当采用泡沫轻质土对路桥衔接段路基进行处理时,可大幅降低填土荷重,减少工后沉降及影响深度。现结合工程实例,详细阐述了泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中,采用的主要设计技术指标、设计要点及施工要点,为该材料在工程领域推广应用提供参考。     

高速铁路软基路堤基底接触应力试验研究

在某高速铁路试验段用砂桩联合堆载处理路堤软土地基的实测数据的基础上,对路堤基底应力随时间和荷载的变化规律,沿路基横剖面的分布规律进行分析,将基底应力变化分为三个阶段,并对每一阶段基底应力增加速率和荷载增加速率的关系进行探讨。说明接触压力大小与分布将决定地基附加应力及沉降的大小与分布。     

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。     

刚柔性长短桩复合地基工程特性有限元分析

以邢衡高速公路一期工程为例，采用数值模拟的方法，对高速公路路基下刚柔性长短桩复合地基的桩土应力比和沉降变形的变化规律进行了研究。研究结果表明:桩间距、柔性桩桩长、下卧层土体变形模量对桩土应力比的影响较小，适当提高柔性短桩变形模量可增加柔性短桩的荷载分担比；适当减小桩间距和提高柔性短桩变形模量可在一定程度上减小路基的沉降变形；下卧层土体的变形模量对路基的沉降变形影响较大。     

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。     

路基荷载下地基非线性沉降计算

准确合理地确定地基变形参数是路基沉降分析中尚未很好解决的问题,结合压板载荷试验结果和地基应力水平研究了土质路基荷载下地基土体切线模量的分布特征,在路基中心和路肩下切线模量沿深度呈递增变化,在坡脚下切线模量沿深度呈弓形分布,同一深度土体的切线模量沿路基横向均呈倒Z形分布。由分层总和法对中等压缩性土进行非线性沉降分析,结果表明,切线模量法的沉降计算精度远高于压缩模量法。     

有轨电车荷载作用下路基结构动力响应分析

采用有限元程序ABAQUS建立数值模型，研究有轨电车路基在荷载作用下的动应力变化规律，分析有轨电车动应力随着不同行车速度、路基横断面位置、路基深度的传递规律，同时分析不同基床结构与地基土下动力响应的变化情况。结果表明：动应力在路基中呈现出两端大，中间小的特点，总体上呈马鞍形分布；有轨电车轮载所引起的附加应力快速衰减，在深度达到0.7 m左右时，动应力衰减一半；路基结构中的动应力随基床结构弹性模量的增大而逐渐减小，并且受基床底层弹性模量影响更大；随着地基土弹性模量增大，路基结构内动应力会略微增大，但路基结构的竖向位移会大大减小。     

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。     

气泡轻质土在既有路基填筑的变形研究

针对气泡轻质土填土路基的变形和破坏机理问题，基于路基弹塑性的理论和实际工程为背景建立了气泡轻质土填土有限元模型，通过数值模拟气泡轻质土分层填筑，分析了气泡轻质土填土路基在受载作用下的应力变化和沉降规律。结果表明:气泡轻质土路基在受载作用下，新老路基交界区域出现应力集中现象，随着上部荷载增加，集中应力越大，路基内部发生破坏现象。当荷载达到200 kPa后，上层轻质土路基内部最先发生塑性变形直至破坏；气泡轻质土路基受载后发生沉降变形，由于老路基沉降基本完成，导致新老路基交界区域相互作用易发生裂缝破坏，路基失稳。     

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。