超前支护桩桩后EPS垫层优化设置的数值模拟

出于减小高切坡超前支护桩桩身荷载、优化超前支护桩设计的目的,提出在超前支护桩后设置聚苯乙烯泡沫(EPS)垫层.运用数值模拟方法,进行了超前支护桩后设置不同厚度、不同类型的EPS垫层情形下的敏感性分析.结果表明:设置EPS垫层后,桩身所受土压力、最大弯矩、最大剪力及桩顶位移均显著减小,在0～0.8 m垫层厚度范围内,随着...     

高速铁路无砟轨道桩板结构路基动力特性研究

桩板结构路基是应用于高速铁路无砟轨道一种新的路基结构形式,它由上部钢筋混凝土承载板、钢筋混凝土桩基与路基本体与组成,利用板和桩-土之间的共同作用来满足无砟轨道的强度与沉降变形要求,是介于桥梁与路基之间的一种特殊结构形式,桩土相互作用非常明显。以往工程上都是利用m法处理桩土相互作用,但是对于桩板结构,实测数据表明m法已不再适用。提出了计算桩板结构动力特性一种合理模拟方法,并通过著名有限元软件ANSYS10.0进行分析。与某高速铁路桩板结构动力特性的实测数据的对比结果表明,提出的模拟方法满足一定的工程精度要求：计算值与实测值相差在10%以内。     

列车荷载下的桩网结构低路基土拱效应

运用ABAQUS软件建立了桩网结构低路基动力有限元模型,通过计算结果与实测结果的对比验证了模型的可靠性,并分析了列车荷载下路基中动应力分布、桩土应力比与等沉面高度变化特征。分析结果表明:采用模型计算的路基不同深度处动应力与实测结果最大差值为0.56kPa,动位移的最大差值为7μm,计算和实测的平均动应力和动位移沿路基深度的传递趋势相同,因此,有限元模型可靠;在动荷载作用下,路基中存在土拱效应,土拱高度约为1.6m,与静荷载作用下土拱高度近似,路基表面的应力变化率比路基基底大;路基中动应力的分布受到土拱效应的影响,表现为传递到桩间土上方土体的动应力部分转移至桩顶上方,且在路基垫层附近动应力转移现象最明显;在动荷载作用后,路基中心处桩顶与两桩间的桩土应力比减小,而桩顶与四桩间的桩土应力比增大,桩顶与两桩间的桩土应力比始终大于桩顶与四桩间的桩土应力比;距离路基中心1m处纵断面等沉面高度为1.55m,布置桩体的纵断面等沉面高度大于未布置桩体的纵断面等沉面高度,且沿路基中心到路肩,同类纵断面的等沉面高度逐渐降低,动荷载作用后,路基中心处等沉面高度增大。     

非埋式桩板结构路基承载机制

为了研究深厚湿陷性黄土地基非埋式桩板结构路基的承载机制,选取试验段典型断面进行元器件布置与长期观测;考虑桩土相互作用,依据等刚度的原则引入综合转动刚度的概念,建立了纵、横向平面分析模型,对非埋式桩板结构的受力与变形特性进行测试分析。实测结果表明:结构主筋应力测试值与理论值相差10%～30%,吻合较好,最大值出现在托梁支座断面上侧,为60.60MPa;桩侧土体承受约95%的荷载,且未产生负摩阻力;桩板结构的荷载传递规律与传统路基不同,桩基将荷载传递到更深的持力层,改善了路基软弱土体部分的受力状态;轨道结构完工半年后,承台板顶面最大累计沉降出现在中跨跨中断面,为1.0mm,满足沉降控制要求。     

不同垫层下管桩复合地基现场对比试验研究

为比较管桩+钢筋混凝土板复合地基、管桩+桩帽+土工格室复合地基、管桩+桩帽+土工格栅复合地基的受力和沉降控制效果,开展了3种复合地基处理深厚软土路基的现场试验,分析研究了不同垫层条件下管桩复合地基受力和变形规律,结果表明:路堤荷载作用下,桩顶和桩间土应力由路基中心向路肩、坡脚处逐渐减少,土工格栅垫层时桩土应力比为2.47~5.42,土工格室垫层加固桩土应力比为2.30~6.25;钢筋混凝土板垫层时桩土应力比为8.05~14.81;随着路基填土荷载的增大,土工格栅、土工格室拉力逐渐增大,路肩位置拉力最大,相同荷载作用下土工格室所受拉力大于土工格栅;3种复合地基加固措施中管桩+钢筋混凝土板对路基沉降的加固效果最好,稳定后地基面沉降分别为土工格栅和土工格室桩网复合地基地基面沉降的68.46%和72.56%.      

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。     

桥梁中央分隔带积水病害处理探究

由于早期斜拉桥建设盲目追求大跨径、高速度,造成不少服役满20年的斜拉桥出现了不同程度的病害,有些甚至影响到了斜拉桥的结构安全。对某中央分隔带积水病害严重的斜拉桥,采用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)板填高中央分隔带至泄水孔,并铺设SBS改性沥青防水卷材作防水处理的施工方法对其进行维修,从而顺利解决了该桥的病害,供专业技术人员参考。     

水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基承载性能

为揭示水泥粉煤灰后压浆对湿陷性黄土桩网结构路基的加固机理，开展后压浆水泥粉煤灰碎石桩室内静载试验，分析了后压浆对桩周土样湿陷系数的影响，研究了竖向静载作用下后压浆桩网结构路基沿深度方向附加应力、桩侧摩阻力及桩端阻力的变化规律；基于Boltzmann数学模型和荷载传递函数，分析了桩侧摩阻力和桩端阻力增强机理，给出后压浆桩侧摩阻力和桩端阻力计算式；利用数值模拟方法，探讨了桩体弹性模量、后压浆深度、桩网置换率和褥垫层厚度对桩网结构路基承载力的影响机制。研究结果表明：在相同荷载作用下，经水泥粉煤灰后压浆处理后的桩周土体的湿陷系数小于自然土样的湿陷系数，且小于0.015;压浆后，静载作用下桩网结构路基中桩顶的竖向附加应力逐渐减小，桩间土的竖向附加应力先减小后增大，桩侧摩阻力较未压浆桩增大了约1.54倍；随着注浆深度的增加，桩身深度方向上的应力最大值呈先增大后减小趋势，且在等桩长深度处取得应力最大值；当桩网置换率提高1倍时，沿深度方向的应力和沉降均减小，其中应力峰值降低24%,沉降量减小26%;桩网结构路基中随着褥垫层厚度的增大，路基深度方向上应力逐渐增大。可见，水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基能减弱...     

振动沉管碎石桩在高速公路软基处理中的应用探讨

重庆忠县至垫江高速公路路基工程K92+880～K93+060段,位于软土地基之上,软土层厚度大,强度低,含水量高。该段地层主要以第四系低～中液限粘土,主要以残坡积层为主,偶见冲洪积层,其厚度一般在4.0～6.0m,局部可达12m以上,土体呈软塑～可塑状态,局部成硬塑状态,土体强度低;上部为灰黑色、深灰色粘土、亚粘土、淤泥质土,标准贯入试验为1～2击;中部为灰黄色、褐黄色亚粘土、粉砂土,标准贯入试验为4击以下;下部为灰黄色、褐黄色亚粘土亚砂土,标准贯入试验为6击以下。设计采用振动沉管碎石桩法结合加筋土工格栅处理和砂砾石垫层进行综合处治。     

风积砂作为路堤填料干压法特性的研究

工程概况 G315线若羌至且末段位于塔克拉玛干大沙漠南缘,其中K1623～K1756段为沙漠公路,设计等级为3级公路;设计荷载标准为汽-20,挂-100;设计车流量5000次;采用风积砂作为路基填筑材料。路基宽为8.5m,填筑高度为1～3m,路基边缘用砾类土包边,路基顶面铺设土工布,路面结构层采用15cm厚砂砾垫层＋12cm厚级配砾石＋3cm热铺沥青表处。     

气泡混合轻质土的应用技术

气泡混合轻质土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土材料,将其应用于软基处理、冻土保护、冻胀翻浆防治、桥台台背填筑等,可提高公路的建设质量与服务使用水平,降低养护成本。基于此,重点论述了轻质土的冻胀与热传导理论、材料特性,以及其在冻土地基保护和道路冻胀翻浆中的应用,具有一定的理论和实际意义。     

浅谈辽西地区路基冻害防治措施

由于辽西地区地理位置、气候环境因素影响,从每年的十月底开始地面冻结,最大冻深在二月中旬,平均冻深在1.1m,最大冻深1.4m。由于路基在季节性冻胀、外部荷载渗流等因素作用下,局部地段易发生冻胀、融沉、翻浆、路面开裂等一系列特殊现象。道路的各种冻害给交通行业带来了巨大的损失,为此对路基的冻害防制措施进行研究具有极其重要的意义。     

换填与降排水措施对寒区沟谷软弱路基冻结特征的影响

基于甘肃南部宕昌-迭部二级公路, 选取了2个典型寒区沟谷软土路基试验段, 监测了2个冻融期内路基温度、含水量、变形以及地下水位, 分析了弃渣换填深度与降排水措施对路基冻结特征的影响。分析结果表明: 在监测的2个冻结期内, 换填深度为2.0m的试验段K18+180的冻结深度比换填深度为1.0m的试验段K18+330的冻结深度大0.12~0.16m, 说明换填深度越大, 冻结深度越大; K18+330段初始地下水位为3.4m, 仅设置地表排水沟时, 冻结期间地下水位稳定在3.4m左右, 距冻结面的最小距离为1.7m, 说明设置排水沟时地下水位在冻结期间基本没有变化; K18+180段初始地下水位是1.3m, 在设置了渗沟降水措施后, 冻结期间地下水位稳定在2.0m左右, 距冻结面的最小距离为0.2m, 地下水位降低了约0.7m, 因此, 渗沟降水可以降低地下水位, 防止路基冻胀; K18+180段路基中心2个周期监测的最大冻胀分别为3.4、4.2mm, 而K18+330段相应位置的最大冻胀分别为10.7、14.0mm, 后者均是前者的3倍多, 说明换填深度越大路基冻胀越小; 《公路路基设计规范》 (JTG D30—2015) 规定的二级公路容许冻胀为50mm, 软土路基容许工后沉降为500mm, K18+180、K18+330段路基的最大沉降分别为1.5、1.8mm, 最大冻胀分别为4.2、14.0mm, 远远小于规范值, 表明试验段路基的稳定性良好, 采用换填与降排水措施能有效控制路基冻胀。      

斜坡软弱地基路堤填筑全过程稳定性

为正确评价国家重点建设工程渝怀铁路斜坡软弱地基填方工程的稳定性，按照极限平衡法的基本理论，运用Bishop法、Janbu法及Ordinary法等，分析了在斜坡软弱地基上填筑路堤时其稳定性受断面参数，如地层坡度、软弱土层厚度、路堤高度而变化的影响趋势。研究结果表明，随着路堤高度、软弱土层厚度、地层坡度的增加，最小安全系数将减小。在路堤高度与地层坡度增加两种情况下，填土连同软土一起从软土中部滑动失稳过渡到连同软土一起从软土底部失稳，而在软弱土层厚度增加情况下，则结论恰好相反。建议综合考虑滑动面的形状、位置、滑动区域的大小、最小安全系数等因素决定各种工程措施的具体实施，以达到工程安全性和经济性的有机统一。     

季冻区道路翻浆影响因素分析

从路基冻胀与翻浆产生的现象与作用机理入手,分析季节性冰冻地区产生道路翻浆的原因及影响因素,确定其中土、水、温度是内因,行车荷栽和路面构造是外因,翻浆的产生是它们综合作用的结果,提出具体的防治措施。     

多年冻土地区无基波纹管涵洞冻胀分析

为分析波纹管涵洞冻胀下的受力机理,利用大型有限元软件对多年冻土地区采用的金属波纹管涵洞进行力学性能分析,具体分析了在底面两端产生不同的冻胀量时,换填厚度、壁厚、上部填土厚度对涵管受力性能的影响,提出了针对常用直径为1m的波纹管涵洞适用的结构形式;同时得出了金属波纹管本身具有较大的横向补偿位移的能力,可适应较大的变形和沉降要求.     

多年冻土地区无基波纹管涵洞冻胀分析

为分析波纹管涵洞冻胀下的受力机理,利用大型有限元软件对多年冻土地区采用的金属波纹管涵洞进行力学性能分析,具体分析了在底面两端产生不同的冻胀量时,换填厚度、壁厚、上部填土厚度对涵管受力性能的影响,提出了针对常用直径为1m的波纹管涵洞适用的结构形式;同时得出了金属波纹管本身具有较大的横向补偿位移的能力,可适应较大的变形和沉降要求.     

青藏高原机场跑道多年冻土地基温度场特征

对比了青藏高原多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场, 分析了其地基温度分布、温度沿深度的变化以及地基最大融化深度, 研究了宽幅沥青混凝土道面机场跑道地基温度场特征, 对比了不同道面宽度条件下其地基温度分布、不同时间地基温度沿深度的变化以及跑道中部及道肩的最大融化深度, 并基于道面宽度、时间建立了沥青混凝土道面机场跑道道中地基融化深度的表达式。研究结果表明: 多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场存在明显差异, 机场跑道地基融土核位置更低, 且全部位于天然地面以下, 而公路路基融土核位置相对较高, 可以通过抬高路堤使融土核全部位于路堤内, 便于通风管等温控措施的施工, 可见由于机场跑道无路堤、道面幅度宽等特点, 使得多年冻土地区公路与铁路建设的现有研究成果不能完全应用于机场跑道建设中; 对于沥青混凝土道面的机场跑道多年冻土地基, 随着道面宽度的增加, 跑道地基稳定性降低, 道面宽度每增加1%, 地基0℃等温线约下降0.17%, 地基融土核最高温约上升0.46%, 道中地基融化深度约加深0.19%, 但当道面宽度超过35 m时, 道中地基融化深度趋于平稳; 相对于道中地基温度场, 道肩受道面宽度的影响较小, 当道面宽度超过25 m时, 其地基融化深度趋于平稳; 道中地基融化深度表达式相关系数为0.988 6, 相对误差在1%以内。      

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题，采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料，可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能，选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究，研究气泡混合土质量及强度损失规律，从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响；进而，向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维，探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高，表现为容重越大，所能经受的冻融循环次数越多，抗压强度和质量损失率越低；容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失达到9.2%；而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后，抗压强度才开始明显降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能，其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小，且抗压强度和质量损失的速率明显降低；不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后，经过50次冻融循环后，试件的抗压强度损失减少50%以上，质量损失减少40%以上。     

土工格栅加筋路堤影响因素的数值模拟研究

采用FLAC对土工格栅加筋路堤不同铺设位置进行数值模拟,结果显示土工格栅加筋路堤铺设于底部效果最优,理论验证表明该模拟结果具备合理性。格栅材料、路堤材料、填土高度、过渡段模量比和格栅铺设范围是加筋土路堤的五个影响因素,对改善坡降差的效果有不同的影响。