轻质填料在桥头高路堤中的应用

对当前道路工程中常用的轻质填料种类及其适用性进行了总结。介绍了一处采用现浇泡沫轻质土+反压护道+塑料排水板综合处治桥头高填方路基的工程案例,对现浇泡沫轻质土路堤的设计方法及施工要点进行了较为详细的说明。     

泡沫轻质土用于高填涵洞顶部换填的应用研究

采用泡沫轻质土对高填涵洞顶部填土进行置换,可减少高填涵洞涵顶和涵侧土体的沉降差,抑制附加应力的产生,从而降低涵洞病害的产生。综合分析泡沫轻质土的工程特性及高填涵洞的病害特征,结合室内试验分析泡沫轻质土应用于高填涵洞减荷的作用机理,最后依托某高速公路盖板涵改造工程开展泡沫轻质土用于高填涵洞顶部换填的应用研究。     

加筋泡沫轻质土三轴剪切力学特性

通过三轴剪切试验, 对比在不同加筋率和围压下, 聚丙烯纤维加筋泡沫轻质土的剪切力学特性; 研究了泡沫轻质土各强度参数与加筋率、围压之间的关系, 获取了加筋泡沫轻质土裂纹扩展规律, 建立了应力-应变全曲线方程, 提出了加筋泡沫轻质土各强度参数关于加筋率和围压的本构方程; 将不同加筋率的试验数据归一化处理后进行分析, 得到了加筋泡沫轻质土的应力-应变全曲线方程, 获取了曲线方程中各参数关于加筋率、围压2个变量之间的函数关系。分析结果表明: 加筋泡沫轻质土三轴剪切强度和黏聚力均随加筋率增加呈现先增加后减小的趋势, 在加筋率达到0.75%时达到峰值; 加筋泡沫轻质土的内摩擦角受加筋率影响较小, 说明纤维作用主要是通过改变材料黏聚力来影响加筋泡沫轻质土的强度; 而强度降低率随着加筋率增加呈现明显的下降趋势, 最大从40%左右降低至10%左右时达到稳定; 加筋率一定时, 加筋泡沫轻质土的极限强度和残余强度均随着围压的升高呈增加趋势; 经过分析体积裂纹曲线发现加筋泡沫轻质土破坏时主要经历受压、产生裂缝、纤维承受拉力限制裂缝、裂缝扩展张力过大纤维拔出4个阶段, 而加筋泡沫轻质土达到屈服阶段时往往包括裂纹的稳定扩展阶段和裂纹的不稳定扩展阶段2个裂纹发育过程, 由于缺乏筋材, 泡沫轻质土属于脆性破坏, 因此, 没有裂纹不稳定增长阶段。      

桥梁台背回填泡沫轻质土施工技术

以回填泡沫轻质土施工技术为研究对象,对该技术在公路桥梁台背施工中的应用进行研究,首先阐述泡沫轻质土的内涵,其次在分析泡沫轻质土的物理特性的同时,对该技术的操作机理进行研究,通过分析可知,在公路桥梁台背回填工程中,应用该技术能够切实提升工程质量,对促进公路桥梁事业的发展有着积极作用。     

泡沫轻质土处治新旧路基差异沉降性能的研究

为解决改扩建工程中新旧路基差异沉降的问题,在分析泡沫轻质土的物理特性的基础上,重点通过室内试验研究了气泡含有率、原料土、固化材料、水泥标号、含水量、养护时间等因素对无侧限压缩特性的影响。结果表明:气泡含有率及配合比对泡沫轻质土的物理特性和无侧限压缩特性影响较大;泡沫轻质土的无侧限抗压强度随着气泡含有率的增大而减少;在实际工程应用中应选择合适的材料和工艺参数。研究成果可为解决同类工程问题提供参考。     

纤维丝和网加筋泡沫轻质土力学特性和抗冻性

为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响，开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明：对提高抗压强度而言，设计湿密度为700 kg/m³的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%；采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400～1 000 kg/m³的泡沫轻质土进行加筋后，泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高，最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%；采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后，设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m³的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次，泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高；相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言，纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好，单一纤维网加筋方式次之，单一短纤维丝加筋方式最差；短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.     

土工合成材料处治填石路堤有限元分析

分析了填石路堤的危害,提出用土工合成材料处置填石路堤,利用平面有限元方法,对在交通荷载和填料自重作用下土工合成材料对填石路堤的加筋作用进行了研究分析,对比研究铺土工合成材料与不铺土工合成材料时填石路堤中应力分布和位移变化.在此基础上,提出土工合成材料处治填石路堤、隔离粗细填料时受力分析的理论计算模型.     

不同路用泡沫混凝土结构形式对路基处理效果研究

以某工程为例,采用FLAC3D数值模拟软件,对采用路用泡沫混凝土置换路堤处理效果进行了分析研究,并提供了3种不同的泡沫混凝土置换方案,得到以下结论:方案1置换路堤中心处位移较大,相对方案2来说,其他2种方案路面沉降较为均匀。路用泡沫混凝土作为一种新型轻质换填材料,在路堤换填减少沉降方面是切实可行且有效的;采用泡沫混凝土置换路基能够减小路基中心和路基坡脚沉降量分别达45%和35%以上。研究结果可为相似工程中泡沫混凝土的使用提供参考和借鉴。     

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。     

泡沫轻质土在天津大道路基扩建加宽工程中的应用

结合天津大道互通区主线扩建加宽工程施工,介绍泡沫轻质土材料在路堤施工中的工法及应用特点,分析认为该材料具有广阔的应用前景。     

防治桥头跳车的一种新型处理方法

高速公路桥台与路堤衔接处的跳车是高速公路建设中急需解决的问题之一。本文从分析造成调整公路桥头跳头跳车现象的原因出发，对几种有代表性的处理方法进行了探讨，然后提出并着重讨论了应用砂桩复合地基处理桥头车的加固机理和具体工程实践。     

硬壳层对管桩复合地基桩-土应力比的影响

为研究就地固化硬壳层对预应力管桩复合地基桩-土应力比的影响，以绍兴钱滨线泥浆池路段为背景，开展现场试验和数值模拟分析，研究路堤荷载作用下预应力管桩复合地基的受力和变形；从桩-土应力比的角度，着重探讨硬壳层对桩基复合地基承载性能的影响规律；分析路堤高度与桩帽净间距之比、桩帽宽度与桩帽净间距之比等设计参数对桩-土应力比发展的影响机制.研究结果表明：硬壳层的存在能够有效提高桩基复合地基的承载特性；在本文试验条件下，就地固化硬壳层的预应力管桩复合地基最大水平位移发生在地表以下5～6 m处，区别于传统桩基复合地基的土体水平位移沿深度逐渐降低的规律；桩-土应力比在23～37，高于传统桩基复合地基.     

泡沫轻质土的环境耐久性试验研究

泡沫轻质土是一种广泛应用于路基填筑、坑道回填等方面的轻质材料,其环境耐久性是保证结构使用寿命的关键因素。通过干湿循环试验和冻融试验,系统分析泡沫轻质土材料的水稳定性和抗冻性能等环境耐久性技术指标。试验结果表明,泡沫轻质土的环境耐久性随着水泥掺入量的增大而提高,试验范围内泡沫轻质土的环境耐久性良好。     

泡沫轻质土的主要路用性能试验研究

泡沫轻质土是一种多孔隙的轻质材料,在公路路基填筑等方面应用广泛,通过系统的试验,分析了泡沫轻质土的主要路用性能,包括抗压强度、刚度、水稳定性和冻融稳定性等,试验结果表明,泡沫轻质土的强度高、水稳定性和冻融稳定性良好,可以作为高等级公路的路基填筑材料。     

路表弯沉的影响分析

路基路面各层的材料性质、参数等均对弯沉的大小产生很大影响.通过分析土基模量及沥青路面各层参数对路表弯沉的影响,结果表明土基模量是影响路表弯沉的最重要因素,它的大小决定了其他参数对路表弯沉的影响程度.     

泡沫轻质土在高速公路扩建工程中的应用研究

以京沪高速公路沂淮淮江段扩建工程泡沫轻质土路基施工为背景，对掺入不同比例矿粉泡沫轻质土的湿密度、抗压强度、标准沉降率等性能进行研究，并在相同填筑高度情况下与常规填土路段的展开工后沉降对比。结论如下：泡沫轻质土的流值随着水胶比的增大而增大，其抗压强度随着矿粉掺量的增加而减小；采用泡沫轻质土施工的路段，其工后沉降量为普通填土路段的60%。     

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。     

泡沫轻质土耐久性能试验研究

泡沫轻质土是一种具有轻质性、高流动性、强度和密度可调节性和施工便捷等优点的混合材料,被广泛应用于道路拓宽、回填灌浆、地下工程减荷回填及地铁隧道工程中。基于泡沫轻质土的发泡原理及性能特点,研究不同S/C和不同养护方式下,泡沫轻质土在长期浸水环境下、干湿循环及冻融循环作用下,抗压强度的变化规律,以此来表征泡沫轻质土的耐久性能。结果表明:(1)长期养护试验中,随着S/C的增大,泡沫轻质土的抗压强度降低;在同一S/C、不同养护方法下,试件抗压强度:室内养护浸水养护室外暴露;同一S/C条件下,与最高强度相比较,室外暴露的泡沫轻质土试件强度降低30%~60%,浸水养护和室内养护试件强度变化为20%左右。(2)干湿循环10次,随着循环次数的增加,S/C=0.5时抗压强度逐渐减小,在S/C超过0.75后抗压强度变化不明显,当S/C达到2时抗压强度基本不变。(3)冻融循环10次,随着冻融循环次数的增加,泡沫轻质土的抗压强度逐渐减小,当S/C达到2时抗压强度基本不变。根据试验结果将泡沫轻质土用于工程实际中,为泡沫轻质土的进一步应用打下理论和试验基础。     

路堤填石材料的振动压实特性研究

填石材料组成差异决定填石路堤物理力学性质差别较大,其压实受到材料自身和振动压路机参数等多种因素的影响,而振动碾压又使颗粒发生破碎,使得填石路堤的碾压变得更加复杂.因此,必须研究路堤填石材料的振动压实特性,以充分利用填石材料和振动压路机的性能,提高填石路堤的压实质量.将填石材料看成散体介质,通过分析其强度形成原理和建立2自由度振动压路机-填石系统模型,研究了压路机和填石材料之间力的相互作用关系,及其对填石材料压实的影响,并根据振动理论从不同角度给予解释.结果认为振动压路机的振动强度、颗粒惯性力是影响填石材料压实的主要因素,选择低频高幅振动压路机有利于填石材料的压实.     

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.