水泥混凝土路面下碎石层缓冲差异沉降前后力学分析

在碎石层缓冲路基差异沉降的基础上,分析了碎石层变形缓冲前后支撑模量的变化,并提出了有限元计算模型,计算了水泥混凝土路面在均匀支撑、有碎石层差异变形缓冲调节后、无碎石层完全脱空等3种支撑状态下的挠度及应力。根据模型计算结果发现,碎石层不但可以从变形上消除路基出现的差异沉降,而且可以减小路面结构在差异沉降发生时产生的附加应力。     

加筋土挡墙差异沉降数值模拟研究

基于有限元ABAQUS,以一加筋土挡墙为例进行数值模拟,对墙的差异沉降、筋带内力变化和回填土应力状态变化规律进行分析研究.结果表明,差异沉降导致筋带不再保持原来的水平位置,其竖向变形近似可用指数曲线描述,而筋带受力条件也会发生恶化,使挡墙安全度降低.对回填土应力状态的改变,设计应加大下部面板厚度,增加上部筋带的长度.     

道路窨井差异沉降计算分析

在道路中,窨井沉降导致了路面与窨井之间的差异沉降,出现道路平整度问题,影响行车舒适性与安全性。该文针对当前道路窨井沉降问题,提出了防治窨井沉降的改进型窨井结构,并结合路基处治,进行了详细的计算分析,结果表明该结构能较好地减小窨井与路面差异沉降大小,推荐采用改进窨井并进行路基浅层加固,可以较好地防治道路窨井沉降问题。     

新老路基拼接中差异沉降的数值模拟

以扩建中的沪宁高速公路为实例,运用FLAC3D程序对高速公路新老路基拼接中所产生的差异沉降问题进行了数值模拟分析,对拼接路基在荷载作用下的应力与变形特征以及差异沉降的发生过程进行了研究,讨论了路基的变形发展及应力的集中与分布情况。结果表明:新老路基的拼接部位是整个拓宽公路最薄弱的环节,水平应力和竖向应力都在拼接部位发生应力集中,最大沉降发生在新拓宽路基形心位置下方,采用台阶式拼接是一种控制新老路基差异沉降的有效方法。     

碎石垫层调整路基差异沉降的现场监测与分析

我国对水泥混凝土路面下碎石垫层的研究很不充分,对碎石垫层调整路基差异沉降的机理研究较少,缺乏对碎石垫层调整路基差异沉降的现场监测研究。依托广东省阳江～阳春高速公路进行了碎石垫层调整路基差异沉降的现场监测研究,研究成果对于完善水泥路面碎石垫层的设计方法具有重要作用。     

山区高速公路路基差异沉降数值分析

为了确定路基差异沉降规律,结合河北某高速公路具体工程实际,选取路基建设中有代表性的路基断面建立有限元模型,分别对横向半填半挖式、高填方及纵向填挖交界处等三种情况下的沉降状况进行了数值分析。结果表明:路基差异沉降最不利的位置出现在路基边坡处,建议道路建设过程中应重视路基边坡,特别是特殊路基填方处路基边坡的稳定性。     

旧路加宽差异沉降影响因素的仿真研究

新旧路基不均匀沉降是高速公路改扩建工程最大的技术难题,因而不均匀沉降影响因素也就成为高速公路改扩建工程的关键所在。本文在新旧路基差异沉降成因分析的基础上,利用室内试验成果并结合有限元仿真技术,分析了差异沉降的各影响因素。研究结果表明：仅从受力和变形角度来分析,两侧对称加宽较单侧加宽有利,加宽宽度和高度越大,新旧路基的差异沉降和横向位移也越大。本研究成果,一方面补充和完善了旧路加宽设计规范,另一方面具有显著的经济与社会效益。     

高速公路拓宽路基差异沉降处治措施

针对高速公路路基差异沉降引起的路面破坏问题,结合目前工程中差异沉降处治措施的应用情况,确定了针对不同级别路基差异沉降的工程处治措施,并对不同处治措施的施工工艺和质量控制点进行阐述,为高速公路拓宽路基差异沉降处治方案的选择提供一定参考依据.     

高速公路拓宽工程路基差异沉降数值模拟

采用ABAQUS有限元软件对高速公路拓宽后新老路基差异沉降进行了数值模拟,分析了加宽方式、加宽宽度、加宽高度、路基刚度、路基填料重度、土基模量、软土地基深度等各种因素对地基及新老路基附加沉降的影响,为高速公路拓宽工程的设计与施工提供参考。     

基于安全性的路桥过渡段差异沉降控制标准

为研究路桥过渡段差异沉降量化指标,对设搭板和不设搭板2种情况下的路桥过渡段差异沉降建立计算模型.引入动荷载系数作为行车安全性评价指标,将车辆系统简化为5自由度半车模型进行垂直振动的力学模拟,求解分析了车辆通过不同台阶高度(不设搭板情况)和不同搭板长度(设搭板情况)的路桥过渡段动荷载和动载系数的变化规律.结果表明:随着台阶高度增加,前后轮受力最大值逐渐增大,受力最小值逐渐减小;当台阶高度为5 cm时,前后轮受力的最小值已逐渐接近于0,当台阶高度为7 cm时,前后轮受力已出现负值;设置搭板后整车动荷载系数有明显减小,且随着搭板长度增加,整车动荷载系数减小.在此基础上,提出了基于安全性的路桥过渡段差异沉降控制标准.     

抛石护坡保护公路下退化性多年冻土效果现场监测研究

为了验证抛碎石护坡保护退化性多年冻土区公路下多年冻土效果,2003年在214国道建立了抛碎石护坡试验路,并建立了系统的地温监测断面.监测结果表明,抛碎石护坡可以在夏季对路基土体起到保温作用,在冬季可以降低路基土体温度;采用抛碎石护坡措施断面各孔位多年冻土地温保持稳定,多年冻土人为上限也比较稳定;采取抛碎石护坡措施以后,可以降低路基周边温度,增强路基的热稳定性,有利于保护或延缓多年冻土退化,减轻公路路基病害程度.     

旧路拓宽地基差异沉降形成机理及控制对策

依托沪宁高速公路(上海段)拓宽工程,选取典型断面,应用分层总和法进行特征点位的地表总沉降和差异沉降计算,并与有限元计算结果进行比较,确认分层总和法适用于旧路拓宽沉降计算。基于分层总和法的基本原理,针对道路拓宽工程的荷载形式,综合分析初始自重应力场、一次附加应力场和二次附加应力场的分布特征,以及应力水平与压缩模量的关系,指出一次附加应力和二次附加应力相向增长的叠加效应是导致旧路边坡区域浅层地基差异沉降显著的主要原因,土层压缩性高是导致深层地基差异沉降的主要原因。结合道路拓宽工程的施工特点,指出旧路路面区域饱和软土层差异沉降控制应通过新路拓宽区域地基处理改变其二次附加应力场分布,降低二次附加应力水平,减小总沉降量以控制差异沉降。     

土石混填路堤沉降特性二维地质力学模型试验

采用二维地质力学加载系统,模拟土石混填路堤在施工过程中路基沉降变形发展规律和工后沉降的时空变化特征,为土石混填路堤沉降计算和预估提供依据.     

沥青路面级配碎石层应力消散的细观研究

为了从细观角度阐释级配碎石作为应力消散层对半刚性基层反射裂缝的作用机理,利用离散元方法生成未设置和设置级配碎石层沥青路面结构的细观模型,模拟了上述两种路面结构在标准轴载作用下的响应过程,得到了两种路面结构的接触力分布、最大接触力、应力集中区域的y向平均应力和平均应变,以及集料颗粒的位移矢量.数值模拟结果表明:路面结构中产生的接触力主要沿荷载作用位置向下传递,设置级配碎石应力消散层后路面结构二中产生最大接触力比未设置级配碎石的路面结构一减小了6.1％,面层层底的平均应力、平均应变分别降低了11.79％,65.43％,集料的位移在路面表面附近最大,沿深度方向逐渐减小,路面结构一、二面层层底相同颗粒的位移分别为0.205 cm,0.126 cm,上述结果均体现了级配碎石对应力消散的效果.     

公路双侧拓宽差异沉降控制标准研究

建立了能够考虑路面、路基和地基相互作用的弹塑性有限元整体分析模型,通过路面结构在工后差异沉降下的力学响应分析,提出了高速公路双侧拓宽工程差异沉降控制标准,分析了差异沉降曲线形态、面层和基层厚度对差异沉降控制标准的影响.研究表明:差异沉降曲线呈马鞍形分布时,拓宽路基差异沉降控制标准为工后变坡率不超过0.3％;差异沉降曲线呈倒钟形分布时,拓宽路基差异沉降控制标准为工后变坡率不超过0.45％.差异沉降控制标准随函层或基层厚度的增加而减小,保持面层与基层厚度之和不变条件下增加面层或基层厚度,差异沉降控制标准数值不变.     

级配碎石抗剪切性能试验研究

利用自行研发的柔性材料剪切性能测试仪,对级配碎石抗剪切性能进行试验研究,分析了级配碎石最大粒径、Taibol公式指数n值、含水量、密实度、侧压力、剪切速率等因素对级配碎石抗剪切性能的影响。研究得出,最大粒径不小于31.5mm、指数n值在0.5以下的级配碎石具有良好的抗剪切能力,控制试验剪切速率在5mm/min以下可以提高试验精度,级配碎石在最佳含水量时具有最佳抗剪切能力,保证密实度在96%以上可以明显提高抗剪切性能,增大侧压力可以明显提高剪切强度,而剪切位移存在最小值。结果表明,利用柔性材料剪切性能测试仪可以有效评价级配碎石的抗剪切能力。     

开放表面透壁通风管路堤碎石的降温机理分析

为揭示青藏高原冻土区采用的透壁通风管增强开放边界路堤碎石的降温机理,对埋设水平透壁通风管的100cm×60cm×100cm碎石试样进行了室内试验。结果表明:透壁通风管开放路堤碎石存在4种传热过程,即通风管的管壁与管内流动空气的对流换热,外界大气通过路堤碎石开放边界与其内部孔隙空气循环引起的强迫对流换热,管内流动空气通过管壁的透气小孔与附近碎石层内的孔隙空气循环引起的强迫对流换热及路堤表面的热传导换热;当通风期间进入透壁通风管内的空气温度低于通风管周围碎石区域的温度时,路堤碎石通过开放边界及管壁透气小孔使外界冷空气与路堤碎石层内孔隙空气形成的循环运动能增强路堤碎石冬季冷空气引起的降温效果。     

基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制标准

针对路基和桥梁沉降量不同而造成路桥接合处出现桥头跳车的现象,为确定桥头跳车的定量指标,选取人体加权加速度均方根值作为桥头车辆行驶舒适性的振动指标。将路桥接合处纵断面沉降曲线拟合为指数型曲线之后,建立了路桥接合处路面不平整时域模型,并分析了桥头车辆行驶舒适性的影响因素。分析结果显示车速、路桥过渡段的最大差异沉降量和沉降区段长度对人体的行驶舒适性影响很大。根据分析结果,确定了基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制参考标准。研究结果可作为判断桥头是否跳车的依据,也可用于一般路基差异沉降标准的制定。