EPS块体的强度和变形特性研究综述

聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)因其重量轻、强度大、变形小、耐久性好等优点,被越来越多地用于特殊路基填筑。国内对EPS的强度和变形特性的研究成果很少。文章对EPS的无侧限抗压强度、粘聚力和内摩擦角、剪切强度和摩擦系数进行系统分析。无侧限抗压强度、弹性模量和剪切强度随密度呈线性增加,EPS的粘聚力随密度增加而增加,EPS的内摩擦角很小,近似等于0。三轴试验中,EPS的屈服强度和初始切线模量随围压增加而减小,这种反常现象与EPS独特的结构有关。     

基于三维Merchant模型的公路改扩建工程路基变形特性研究

为进一步分析不均匀沉降对改扩建工程的影响,提出了适用于新疆地区的拼接路基填筑材料设计指标,采用有限元法分析了填筑材料特性对改扩建公路的影响。首先,介绍了三维DruckerPrager模型表达式。考虑到Drucker-Prager模型无法模拟路基工后沉降中存在的蠕变变形,采用了三维Merchant模型的Prony级数表达式模拟蠕变变形量。依据连霍高速(G30)新疆境内小草湖—乌鲁木齐段改扩建工程标准断面参数,建立了有限元模型并探讨了填筑材料物理参数对新旧路堤附加变形、沉降差异和路面变形的影响规律。结果表明:随着填筑材料弹性模量的增加,新旧路堤附加变形、沉降和沥青路面变形显著减少;拼接路基竖向位移和不均匀沉降随着黏聚力c的减小,先减小后增大。黏聚力c和内摩擦角j主要影响范围是新路基中心至右路肩处。     

深基坑桩锚支护结构变形的土体参数敏感性分析

为研究土体参数对深基坑桩锚支护结构变形的影响,利用有限元软件建立基坑计算模型,分别针对不同弹性模量、内摩擦角、黏聚力及泊松比对支护桩水平位移的影响进行敏感性分析,研究结果表明:增大土体弹性模量、内摩擦角和黏聚力,基坑支护桩变形量会逐渐变大;增大土体泊松比,基坑支护桩变形会逐渐变小;基坑支护桩水平位移最大水平位移发生在靠近桩中位置。研究结果可为不同土体参数的深基坑桩锚支护结构工程设计提供理论参考。     

高速公路拓宽路基刚性桩——网地基变形特性研究

高速公路拓宽路基地基变形特性与路基长期工作性能密切相关。为探索高速公路拓宽路基地基变形特性,依托某高速公路拓宽路基桩—网复合地基工程实例,借助现场测试地基沉降及侧向变形数据,对高速公路路基桩—网地基变形特性进行分析。结果表明:拓宽路基地基沉降及侧向变形随填筑荷载增加逐渐变大最终趋于稳定;拓宽路基地基累积沉降约为38.29 mm,侧向变形最大值约为11.6 mm,新旧路基差异沉降2.51 mm;拓宽路基地基变形在填筑期基本完成,且新旧路基差异沉降控制在5 mm以内,说明拓宽路基地基采用桩—网地基处治效果较好。研究结果能够为探索新旧路基拓宽地基处治技术及变形特性提供理论参考。     

考虑分层填筑的高路堤沉降变形特性分析

为研究高路堤动态填筑全过程沉降变形特性,基于非线性有限元数值模拟,对比分析高路堤与一般路堤分层动态填筑过程中地基面沉降、路堤面沉降和坡脚处地基剖面侧向位移的分布演变规律,讨论填料轻质化、压实度提高对沉降变形的影响。研究发现:高路堤分层填筑全过程中堤身荷载不容忽视,采用轻质填料可极大减小高路堤的压缩变形和地基沉降;随着压实度的提高,如路堤填土弹性模量增加2倍,高路堤路基面沉降则减小16. 9%,而地基面沉降和坡脚处地基剖面侧向位移影响甚微。     

路基填筑引起水泥搅拌桩复合地基变形监测分析

针对目前水泥搅拌桩复合地基在路基填筑作用下变形特性研究不足的问题,依托我国海积软土地区某水泥搅拌桩加固铁路路基填筑施工案例,对水泥搅拌桩复合地基变形进行监测,分析路基填筑作用下水泥搅拌桩复合地基变形特性,并为路基填筑速率控制和水泥搅拌桩加固方案设计提供建议。研究结果表明:路基填筑作用下地基加固区压缩量占总沉降的56.1%,沉降速率最大为2.4 mm/d;素填土和淤泥层侧向变形显著,侧向变形速率最大为4.6 mm/d;路基坡脚7 m内、深度5 m以上地层受路基填筑施工扰动较大;坡脚侧向变形速率较地基沉降速率更接近于控制指标,填筑速率的控制应以控制坡脚侧向变形速率为主;本施工案例中水泥搅拌桩加固方案可满足各铁路类别的路基工后沉降的控制要求,类似工程中水泥搅拌桩设计应以控制路基填筑施工对邻近结构物的影响为主。     

土质路堑边坡病害治理试验路段

通过路堑边坡现场取样和室内土工实验,对边坡土样物理力学指标及随土的水分状态变化土的粘聚力和内摩擦角变化的关系进行了分析,说明随着边坡土体含水量的增加,土的粘聚力和内摩擦角会急剧下降,边坡土体的抗剪强度会大大降低,这就增加了边坡土体局部或整体下滑,进而引起边坡破坏的可能性。     

干湿循环作用下长沙高速粉质黏土软化特性试验研究

针对高速公路路基土体在干湿循环作用下易发生软化的特点,以长沙绕城高速公路为依托,结合室内试验和数值分析等手段对其进行研究。通过原状土快剪试验及压缩试验分析了干湿循环次数对粉质黏土软化特性的影响,然后采用最小二乘法得到了长沙高速公路粉质黏土在干湿循环作用下的软化公式,并基于此分析了粉质黏土软化规律。研究结果表明:(1)粉质黏土的粘聚力、内摩擦角、压缩模量均随干湿循环次数增大而减小,三者均在前2次干湿循环过程中衰减最为严重;(2)干湿循环次数对各参数的软化影响强弱次序:粘聚力c内摩擦角φ压缩模量E(50 kPa)压缩模量E(100 kPa)压缩模量E(200 kPa)压缩模量E(300 kPa)。     

砂桩加固软土地基侧向位移分析

以某高速铁路试验段软基处理工程的实测数据为基础,对砂桩加固软土地基的侧向位移变化规律及其与沉降的关系作了分析。分析结果可知,砂桩加固处理软基的侧向位移主要发生在填筑期,后期增长缓慢并很快趋于稳定;砂桩加固处理加快了软土层的固结速率,起到了限制侧向变形的作用,减小了软基的侧向位移。     

红砂岩地层大型车站深基坑桩锚支护结构变形分析

结合江西省赣州市赣州西站预留地铁车站深基坑工程,对红砂岩地层深基坑桩锚支护的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降进行现场监测分析。结果表明:桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降时空效应显著,基坑中部变形大于坑角,长边大于短边,且从中部向坑角逐渐减小;桩体水平位移曲线呈两头小、中间大的“弓”形,最大位移出现在桩体埋深1/2 ~ 2/3 处,与锚索最大轴力所在位置的深度一致;锚索轴力随基坑深度变化呈类抛物线形分布,轴力损失和增长主要发生在基坑开挖阶段;坑外的地表沉降主要呈凹槽形分布,最大沉降发生在距坑边8． 5 m 左右处;基坑周围地表最大沉降值与深层最大水平位移之间存在着较为明显的线性关系。     

柔性荷载下CFG桩复合地基沉降特性的数值模拟分析

根据甬台温客运专线具有代表性的断面,对影响客运专线铁路柔性基础下CFG复合地基变形的各种因素进行数值模拟分析.分析结果表明,桩身弹性模量小于3GPa时,桩身弹性模量对复合地基沉降影响较大,桩身弹性模量达到3GPa后,桩身弹性模量对复合地基沉降影响显著减小,当桩身弹性模量达到5GPa后,复合地基沉降基本不受桩身弹性模量影响;路基垫层弹性模量小于50MPa时,随着垫层弹性模量的增大,沉降量急剧减少,垫层弹性模量达到50MPa后,垫层弹性模量基本不对复合地基的沉降产生影响;下卧土层压缩模量对复合地基的沉降影响比较大.     

考虑桩间土非线性影响的刚性桩复合地基桩土应力比计算方法研究

考虑桩侧摩阻力与桩—土相对位移的双曲线关系以及桩间土体非线性变形影响的特点,建立刚性桩复合地基土体压缩模量与应变的关系模型。考虑桩土竖向变形,采取桩体向上刺入褥垫层及向下刺入持力层的模型,引进分级加载的思想,基于桩-土-垫层的竖向变形协调条件,最后得到了刚性桩桩土应力比。通过对某工程进行现场实测试验数据对比,分析得到了桩侧摩阻力与桩身正应力的分布规律,同时对垫层厚度、垫层模量、桩长、桩土加固区土体模量等参数进行了分析,结果表明该方法具有一定的合理性和可行性。     

砂—粘土抗剪强度的三轴试验研究

通过室内不固结不排水的三轴压缩试验,在最佳含水率的条件下对不同剪切速率,不同砂土掺量的红粘土进行研究。根据摩尔—库仑破坏准则,运用"理正土工试验软件"绘制应力莫尔圆包络线求其抗剪强度的两大主要参数:内摩擦角Φ和粘聚力C。通过分析可得:红粘土中砂土含量不变时,随着剪切速率的增加,粘聚力C逐渐减小,内摩擦角Φ逐渐增大,抗剪强度呈增大趋势;剪切速率一定时,红粘土中随着砂土含量的增加,粘聚力C逐渐减小,内摩擦角Φ逐渐增大,抗剪强度发生变化,在砂土与红粘土质量比为3:1时抗剪强度达到最大值,为514.932 5 k Pa。     

变截面搅拌桩复合地基侧向变形规律数值模拟研究

介绍了变截面水泥土搅拌桩在高速公路软基处理中的应用情况,对其施工机械和施工工艺进行了详细说明。主要采用三维有限差分法模拟研究了路堤荷载下变截面水泥土搅拌桩复合地基侧向变形规律,分析了扩大头高度H、扩大头桩径D、桩长L、桩间距S、桩体模量Ep等不同因素对复合地基附加应力场和侧向变形规律的影响。结果发现侧向变形沿深度呈"弓"型分布,而且变截面搅拌桩由于扩大头的存在提高了上部桩体的面积置换率,能有效减小地基的侧向变形;而最大侧向位移发生的深度一般位于变截面位置附近。     

粘性土含水率及压实度对抗剪强度参数影响研究

粘聚力和内摩擦角是粘性土体的抗剪强度力学参数,其对准确分析土体边坡稳定性具有重要的影响。基于规范对土样进行了物理特性试验,并进行了工程分类,制作了不同含水率和压实度的试样,通过土的三轴剪切试验得到试样破坏时的破坏主应力,进而求出土的粘聚力和内摩擦角,为同类土质土体的稳定性分析提供可靠的力学参数依据。     

木质素改良土抗剪强度参数试验研究

为了提高高液限黏土的工程性能,采用造纸产业副产品木质素对其固化改良,通过直接剪切试验研究了改良土的抗剪强度及其参数指标的变化规律。试验结果表明,随着木质素掺量的增加,改良土的抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,木质素掺量为3%时,改良土的抗剪强度最大。改良土的黏聚力与抗剪强度的变化规律类似,也是在木质素掺量为3%时达到最大值,而改良土的内摩擦角则随着木质素掺量的增加而不断增大。随着养护时间的增加,木质素改良土的抗剪强度、粘聚力和内摩擦角都是逐渐增大的,其中内摩擦角的增长幅度尤为明显。     

斜坡桩土共同作用的接触分析

以Ansys软件为平台,建立一种桩-土共同作用的三维非线性有限元模型,研究坡体上的桩水平位移及剪应力变化情况,充分考虑材料和桩土交界面的非线性影响因素。通过改变土体参数的大小定性描述土体的粘聚力、内摩擦角对斜坡体上的桩位移及剪应力的影响,分别取桩的底部、中部、顶部参数值描绘桩身的水平位移及剪应力随着土体参数的变化趋势,为实际工程提供参考价值。     

武广高铁CFG桩复合地基工后沉降影响因素

为了研究软土地区高速铁路CFG(cement flyash gravel)桩复合地基工后沉降,以武广客专试验段为例,基于有限元理论,借助ABAQUS软件,对多个影响CFG桩复合地基工后沉降的因素进行数值模拟,分析各因素对其沉降的影响程度和规律,确定控制沉降量的主要因素.研究结果表明:增大桩的弹性模量或桩径,桩土应力比均增大;增大垫层厚度,桩土应力比减小;采用钢筋混凝土管桩和CFG桩组合时,在CFG桩桩顶的最大沉降为2.01 mm,与全为管桩的情况相比,不均匀沉降减小了46.5%.      

考虑土拱效应的倾斜刚性挡墙非极限主动土压力

引入非极限内摩擦角同侧向位移的非线性关系;根据非极限状态下的倾斜墙背与滑裂面上的应力关系,以及水平微分层单元的水平静力平衡方程,得到了非极限滑裂面倾角,进而得到平移模式下考虑土拱效应和位移影响的倾斜刚性挡墙非极限主动土压力计算式。研究表明:侧向位移比的增大使非极限滑裂面倾角增大,非极限主动土压力系数减小,非极限主动土压力减小;墙背倾角的增大使非极限滑裂面倾角减小,非极限主动土压力系数减小,非极限主动土压力增大;非极限主动土压力随着填土内摩擦角、墙土摩擦角的增大而减小;与已有方法比较,提出的非极限主动土压力理论值与试验值吻合得更好。     

碎石桩处理下软土路基沉降变形研究

基于遂(宁)—资(阳)—眉(山)高速公路软土路基碎石桩处理工程实例,以碎石桩处理软土路基理论为依据,结合路基变形监测数据对路基的沉降、侧向变形之间的关系及变化规律进行定量和定性分析,得出软土沉降、侧向位移与填筑高度之间的关系,对类似工程的设计与施工起到一定的参考和指导作用。