桩—网结构路堤施工填筑阶段数值模拟研究

结合高速铁路桩—网结构路基试验段进行数值模拟研究,探讨在填筑阶段桩—网结构的沉降特性及桩、网、土共同作用的承载特性。计算结果表明,桩间距对加筋垫层的相对变形影响显著;桩身应力随路堤填土高度的增加呈增大趋势,且应力分布逐步向线路中心桩靠拢,桩身应力沿深度方向先增大后减小;桩间距不同,土工格栅的拉应力随着路堤填筑高度的变化不同;在填筑初始阶段,桩土应力比较大,随着路堤填高的增加,桩土应力比逐渐减小并趋于稳定。以上结论可为桩—网结构路基设计理论提供科学依据。     

路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏机理

为了合理分析软土地区路堤下素混凝土桩复合地基的稳定性,基于离心模型试验和仿真分析,研究了不同桩间距条件下路堤下素混凝土桩复合地基桩体的受力特征,引入桩体破坏逐一退出机制,分析了桩体破坏模式. 结果表明:在路堤自重和列车荷载作用下,路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏模式具有显著的桩间距效应,当桩间距分别增大至4倍和6倍桩径时,最靠近坡脚的第1列与第1、2列素混凝土桩分别产生了断桩破坏;在桩间距不变的条件下,随着上部荷载的增大,素混凝土桩最大弯矩和剪力均逐渐增大;施加列车荷载后,桩体最大弯矩和剪力往路基坡脚方向呈逐渐增大的规律,桩间距由3倍增大至6倍桩径时,靠近坡脚的桩体最大弯矩由172.9 kN?m增大至601.0 kN?m,大于桩体标定极限弯矩值,剪力由89.4 kN增大至249.1 kN,小于桩体标定极限剪力值,表明离心模型试验中素混凝土桩产生弯曲破坏而不是剪切、受压和受拉破坏,最靠近坡脚的桩最先发生弯曲破坏,随后往路基中心方向呈逐一弯曲破坏模式.      

桩承式路堤设计参数动力特性参数分析

目前,桩承式路堤动力学方面研究较少,桩承式路堤的动力特性还未完全理清。建立了桩承式路堤动力数值模型,对地震荷载下桩承式路堤中桩身模量、桩径、桩长和路堤填土高度等重要设计参数动力特性进行了敏感性分析。研究结果可为桩承式路堤抗震设计提供参考。     

粘土路堤边坡稳定性及其放坡坡率数值模拟研究

路堤放坡坡率决定着路堤占地面积的大小.基于粘土在高等级公路建设中作为路堤填料使用较多,采用Flac3D软件对具有代表性的粘土路堤在不同填土高度下的稳定性进行数值分析,探讨粘土路堤边坡坡率随填土高度的变化情况,可为公路建设过程中路堤的设计和施工提供一定的理论参考.     

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

高速公路软土路基处理

软土地基上路堤的稳定分析 软土路堤稳定分析 影响软土地基稳定性的因素较多,它不仅取决于路堤的断面形式、填土高度、填土施工速率和地基土的性质,而且与软土成因类型、地层的成层情况以及地基土的应力历史有关。软基上的高路堤稳定性,经常在路堤未填到设计高度时发生问题,因此,计算中不仅要对最终填筑高度作稳定分析,而且必须对填筑过程中的稳定进行分析。一般计算时,应予考虑路堤内滑动面上的抗剪阻力。但对于软土层厚的地基上的路堤,由于地基的侧向位移,使路堤受拉,因而稳定分析计算中,可以忽略路堤内的抗剪阻力,按路堤部分整个高度内产生竖向裂缝进行计算。对于路堤高度比软土层的厚度大得多的高路堤的稳定性计算中,还要对整个路堤高度上的开裂的滑动面进行计算。     

高路堤下复合地基室内模型试验研究

通过对高填土路堤这类柔性基础下桩土类复合地基进行室内砂箱模型试验研究,采用砂性土模拟软土地基,掺入适量水泥的人工拌和土模拟路堤填土.考虑平面应变特性及群桩效应,选择填土路堤下连续布置的三排桩按照一定的比例关系加工试验模型,通过百分表记录荷载板的P-S曲线,采用布置砂线和埋设位移观测点的方式观测复合地基在不同荷载条件下的位移场,从复合地基沉降和变形的角度对柔性基础复合地基的一些特性进行初步的定性分析,找出其中的某些规律.     

交通荷载作用低路堤路基沉降特性研究

依托我国某高速公路低路堤工程背景,借助有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,首先结合路基不同深度动位移和动应力计算数据,分析了交通荷载作用下路基的响应特征及影响范围;然后,结合不同路基填土高度与路基动力响应相关性进行分析,依此为基础计算不同填土高度下路基累积沉降特性。研究结果表明:低路堤易受交通荷载影响,竖向影响深度达3.0 m左右;填土高度降低,会迅速增加路基累积沉降;结合实际工况,计算路基填土高度1.5 m时地基累积20年最大沉降达375 mm。同时,对保障低路堤长期动载作用下稳定的技术措施进行了探讨,能够为类似工程实践提供参考依据。     

陡斜坡路堤失稳破坏现场实测及数值分析:以广东梅河高速公路K28段为例

以广东梅河高速公路K28+ 360～+860区段的陡坡路堤为研究对象,采用实测与数值分析相结合的方法,对陡坡路堤的破坏过程及模式进行了分析.研究结果表明:K28+360～+860区段陡坡路堤滑坡的破坏模式为填土与原坡体交界面的软化造成斜坡路堤滑动;修建公路时填土堵塞了地下水的排泄通道,地下水位在丰水季节向上抬升,浸泡和...     

中低压缩性土地基桩承式加筋路堤时效性分析

以某城际铁路为背景,采用有限差分软件FLAC3D建立三维流固耦合模型,对中低压缩性土地基桩承式加筋路堤的时效性进行对比分析,重点探讨了不加固和桩承式加筋两种工况下地基中超孔隙水压力、地基表面中心沉降和路堤坡脚水平位移随时间的变化规律。结果表明:采用桩承式加筋路堤可以有效控制中低压缩性土地基的路堤填筑施工变形和工后变形,防止地基在路堤填土荷载下发生失稳破坏。     

土拱效应及土工格栅拉膜效应数值分析

为了更为清楚的认识桩网结构支承路堤土拱效应,建立了单桩简化模型。从沉降、竖向应力、主应力变化等方面研究了土拱效应产生的机理及变化特征,同时对土工格栅拉膜效应进行了研究。研究结果表明:路堤等沉面高度约为1.7倍桩净间距;路堤可分为土拱影响区和土拱未影响区,土拱影响区桩间土中心位置路堤竖向应力呈"S"形变化,土拱未影响区呈直线变化;桩顶应力分布不均匀,桩净间距小于1 m时,桩中心所受应力最小,桩边缘所受应力最大,桩净间距大于等于1 m时,桩边缘所受应力最小,靠近桩边缘处应力最大;路堤大、小主应力方向发生旋转,大主应力流线近似椭圆弧;土工格栅应力近似"M"形分布,靠近桩边缘的桩间土位置应力最大,桩间土中心和桩中心位置应力最小。     

浸水高填方路堤变形性状模型实验研究

通过室内模型实验对高填方路堤在浸水情况下的变形特性进行研究,探讨了水位高低、路堤高度、加筋、填料性质等因素对浸水高填方路堤侧向变形和竖向变形的影响.实验结果表明:高水位时路堤的侧向位移和竖向位移比低水位时显著;浸水高填方路堤的最大侧向位移一般发生在填土层高度的25%~35%处;加筋能有效地减小浸水高填方路堤的侧向位移和竖向位移,起到防止路堤填土层底部开裂和提高路堤稳定性的目的.     

基于强度折减法的路基边坡稳定性分析

针对路基边坡尤其是高填路基边坡的稳定性问题,基于强度折减法,采用F1ac／3D计算分析软件对不同工况条件下的路基边坡稳定进行了分析,讨论了不同路基高度、路基填料性能指标、边坡坡率等因素对路堤安全系数的影响,并与传统极限平衡理论分析方法计算结果进行了对比分析。     

高速铁路刚柔性桩复合地基沉降影响分析

刚柔性桩复合地基是一种新型的地基处理技术,在高速铁路工程中的应用较少。分析其适用范围和工作机理,着重利用有限元法分析垫层模量、垫层厚度、刚性桩长度和路基填筑高度等对刚柔性桩复合地基沉降所产生的影响及规律,旨在为以后该类型高速铁路复合地基沉降量的设计和控制提供参考。     

长安综合试车场高填方路堤施工沉降控制数值模拟

相对于高速公路而言,汽车试车场的建设具有技术标准高、施工难度大、项目管理及施工工艺复杂等特点,而且在我国它的设计和施工没有现成的标准和规范。通过对长安综合试车场(垫江)高填方路堤试验路段的高速环道断面和标准坡道断面进行数值模拟分析,得到了试车场典型断面高填方的沉降变形规律,分析了黏土路基经过石灰土换填后典型断面路堤的沉降变形情况。研究表明:石灰土对高填方路堤的沉降变形和稳定性有着很好的改良作用,有效的提高了路堤的强度和稳定性,减小了路堤的沉降变形以及表面沉降差。     

土工离心机试验涵洞模型设计与分析

针对软基低路堤涵洞模型进行室内离心机试验,介绍了涵洞模型制作的过程以及遇到的一些问题。涵洞模型设计采用了必要的简化手段和替代材料,模型桩基设计采用了等复合模量的换算方法,同时考虑了道路面层与行车荷载的相关换算模式。模型试验结果表明:对于软基低路堤路段,涵洞设置水泥搅拌桩复合地基可以减小绝对沉降,但却增加了路面纵向差异沉降;从减少跳车现象、增加行车舒适性考虑,在软基低路堤路段涵洞设计时建议以控制不均匀沉降为主,以控制绝对沉降为辅的设计理念进行设计。     

花岗岩残积土边坡水平拱高竖向变化规律

边坡抗滑桩土拱高度决定了桩及桩间措施的受力分配。本文研究土拱高度沿桩长方向的变化,为边坡抗滑桩及桩间措施的精细化设计提供理论基础。首先采用数值模拟技术,研究土拱高度沿桩深方向的变化规律;继而结合理论分析,建立桩间土拱的力学模型,并提出可考虑埋置深度的桩间土拱高度计算方法。研究结果表明,土拱高度在桩顶及以下不同深度处变化明显,滑面以上桩顶以下4.5m范围内有土拱,滑面以下可不考虑土拱影响。