路基拓宽工程中桩承式加筋路堤处理的数值分析

为掌握拓宽路堤荷载作用下桩承式加筋路堤的工作特性及其处理效果,建立了三维有限元分析模型,采用土水耦合单元模拟地基土,三维薄膜单元模拟土工格栅,并基于接触单元考虑桩土界面的状态非线性,从土拱效应、土工格栅的拉膜效应以及桩土作用等方面验证了桩承式加筋路堤的工作机理。计算结果表明:土工格栅最大拉力发生在原坡脚位置的桩帽边缘处,外侧桩帽边缘的格栅应力逐渐减小;桩承式加筋路堤可使地表不均匀沉降由50.0 cm减小为8.3 cm,超孔隙水压力由63.7 kPa下降为11.0 kPa,并避免了老路基顶面出现的反坡现象,但在老路基处仍出现了较大的地基沉降和超孔隙水压力,故应充分重视老路边坡位置的地基处理。     

拓宽深厚软基区道路桩长优化分析

为解决深厚软基区老路拓宽存在的新老路基差异沉降问题,探讨改扩建城镇公路拼接处新路桩基的抗差异沉降作用机制与合理设置,建立路面结构-老路基下层土体-新路基下层桩土混合体以及深部软土的有限元力学分析模型,分析拓宽段路面在新老路基土不同模量比条件下路面沉降与侧向位移的变化规律,分析采用不同长度的水泥搅拌桩处理新路基时对新老路基差异沉降的控制作用。研究表明:无桩加固时,新老路基模量比越小差异沉降越大;有桩加固时,不同模量比条件下应采用不同桩长处理新路基,桩长过长或者过短均不利于控制新老路基差异沉降。以路面变形为控制指标,优化分析得到各模量比下的最优桩长和以路表平整为指标的新老路基变形等效深度,为深厚软基区道路拓宽新路基设计提供了依据。     

路堤荷载下桩承式加筋路堤数值模拟研究

目前,桩承式加筋路堤在工程中得到广泛应用。为了更深入了解桩承式加筋路堤作用机理,将单桩等效处理范围简化为正方体,采用FLAC3D数值模拟软件建立有限差分模型,对路堤荷载下桩承式加筋路堤桩顶及桩间土压力与沉降进行分析,最后,分析了不同桩长对桩顶平面应力与变形的影响。     

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。     

高填方加筋路堤的受力性能及质量保证措施

高填方加筋路堤是近期迅速发展的一种保证高填方工程质量的优良施工方案，路堤在加筋后，能很好地提高土的抗剪承载力整体稳定性，减小其变形量，可有效地防止路基失稳破坏，保证其使用要求和质量安全。     

土工格栅加筋路堤影响因素研究

在野外修筑了4段连为一体的试验路堤,其中3段含土工格栅加筋层,格栅层间距各不相同.用土压力盒测量了每段路堤底部的竖向土压力.在试验研究的基础上建立有限元模型,模型得到了试验数据的验证.用该模型对土工格栅加筋路堤进行了计算分析,探讨了加筋层间距以及路堤土的内摩擦角、粘聚力和弹性模量对加筋路堤沉降和应力分布的影响规律.得到以下主要结论:(1)加筋路堤的表面沉降随格栅层间距的减小而减小,其根本原因是加筋路堤内部的竖向应力随格栅层间距的减小而降低,而水平应力却随之增加;(2)加筋路堤的整体性和竖向变形的均匀性随格栅层间距的减小而提高,这有利于改善路面结构的受力和变形条件,从而延长路面的使用寿命.     

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。     

局部加筋式路堤的载荷试验研究

为了控制路堤滑移面,设计了一种在路堤中上部铺设筋材的局部加筋路堤结构.选择干砂作为填料、尼龙网作为筋材,采用自制的模型试验箱,按照25 ∶ 1相似比,以压实度K≥94％为控制指标,制备了无加筋、全断面加筋、局部3层加筋、局部4层加筋等4种路堤模型;开展了室内路堤模型静载试验;对比分析了在均布荷载P作用下,加筋路堤与无筋路堤、全断面加筋路堤与局部加筋路堤、局部3层与局部4层加筋路堤等不同工况的路堤内部土压力E、路堤沉降量s(包括路堤路面沉降量、路堤内部竖向沉降量)、路堤极限承载力Quk、坡面侧向位移L、筋材拉应变ε等参数的变化特性.结果表明:加筋能够降低路堤内部土压力、提高路堤抗侧滑性能;全断面加筋的效果最好;局部3层、4层加筋路堤的内部土压力仅分别比全断面加筋路堤的大6.15％、2.17％,限制侧向位移能力分别约为全断面加筋路堤的2/4、3/4,但筋材用量分别为全断面加筋路堤的57.14％、42.86％.     

深层搅拌桩在软土高填方路堤中的应用分析

根据具体工程,对深层搅拌桩在软土高填方路堤中应用进行了详细分析,分别介绍了深层搅拌桩技术,主要对深层搅拌桩处理软土高填方路堤监测技术进行了分析,包括路基稳定性监测、土压力监测、水压力监测、测斜监测,工程实践表明深层搅拌桩处理软土高填方路堤具有良好路用性能。该工艺在处理软土高填方路堤具有良好推广应用价值。     

高速公路拓宽改造过程中路面纵向裂缝的产生原因与防治措施

产生纵向裂缝的原因 导致旧路拓宽改建工程路面出现纵向开裂的原因很多,其中原路基底部地基土的沉降固结状态、拓宽处土基的水文物理力学性能、路基拓宽后土基新增的作用力对沉降变形的影响等为主要因素.这些因素间的作用也比较复杂.通过定性分析可知,原高速公路因增设补强层和铺筑新面层,增加了下部土基的压力,拓宽部分地基相应外加的压力分别使地基沿路基横断面发生不均匀沉降,其中拓宽部分的沉降量大于下部土基,当路基压力大于地基极限承载力时还会使路基坡脚附近(可能在坡脚内,也可能在坡脚外)发生沉降,若路基压力大于土基极限承载力,还会引起路基坡脚附近区外的拓宽区地基隆起,这时路堤将因沉降变形过大使市政道路发生严重的损坏.     

Centrifugal Model Tests on the Settlement of Railway Embankment on Deep, Completely Decomposed Granite Soil

Settlement control of high-speed railways is a key technology in embankment engineering.In order to reveal the engineering characteristics of the deep, completely decomposed granite soil in the Hainan East Ring Railway, four groups of centrifuge model tests were conducted.We studied the settlement properties, under the embankment action, of untreated subsoil, subsoil treated by dynamic compaction, and subsoil reinforced with cement-mixed piles.In particular, we examined the relationship between settlement and time, including the settlement during and after construction.The results show that the Weibull model can describe the relationship between embankment settlement and time well, and that the post-construction settlements of the subsoil meet the requirements of the relevant code.Among the two foundation treatment measures, dynamic compaction is more effective than reinforcement with cement-mixed piles.The tested pressure on the contact surface between embankment and subsoil was obviously different from the commonly used calculated values.     

软基施工段数据观测与分析

依托无锡至张家港高速公路建设项目软基处治工程,在施工现场布设观测传感器,实施施工期观测,获取了填土高度与沉降、土压力、水平位移间的关系曲线,指导软土路基的设计、施工和路堤稳定性监控。     

路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究

为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性,结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩（pre-stressed thin-wall concrete,PTC）联合水泥土搅拌桩（cement deep mixed,CDM）的软基处理工程,开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验,对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析,并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明:CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢,PTC桩帽上应力增长相对较快;填土达到一定高度土拱完全形成后,大量的路堤荷载转移至刚性长桩;刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1;短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度,中性点位置上移;短桩达到一定桩长时再增加其长度,对路基总沉降影响不明显,因此,短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.      

软土路基沉降和侧向位移监控方法

软基路段路堤施工期间的稳定、安全及工后沉降控制是影响施工进度和质量的关键问题,介绍了不同施工期沉降观测和侧向位移观测的监控方法。     

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。     

沪宁高速公路扩建工程软土地基处理和路基拼接技术研究

为减小路基拼接在新老路基间产生的差异沉降,从减小路堤荷载出发,研究了EPS轻质路堤填料在拼接工程中的应用;在加固地基方面针对传统地基处理方法处理深厚软基的缺陷,将PTC管桩应用于高速公路的拼接工程,设计中应按不同土质条件和工况采用不同的沉降分析计算方法,利用沉降观测资料反演分析所获得的地基参数可使计算获得较高的精度,文中推导的能反映地基层状性质和三维变形特征的带帽疏桩复合地基的桩、土应力比等计算公式,桩长、桩径、桩间距、桩帽尺寸及垫层厚度的优化设计方法,经实践证明具有较好的工程适用性。工程实践表明,采用EPS和带帽PTC疏桩处理地基拼接工程满足设计要求,处理效果明显。     

基于非线性固结参数的砂桩地基沉降计算

采用砂桩处置软土地基,在自重及路基堆载作用下将产生较大的固结沉降,而且其固结系数也随时间而变化,具有非线性的固结特性。如果仍然采用恒定的固结参数计算固结度,将会带来一定的误差。基于江苏某高速公路软土路堤的实测沉降数据,采用恒定的固结参数计算沉降,发现其结果较实测偏大,且二者差距随时间有增大趋势。文章通过曾国熙固结度的普遍表达式,反演出固结参数的非线性函数,结合砂井地基固结度计算中的改进的太沙基法,提出对固结度进行修正的计算公式,并基于现场的静力触探（CPT）试验资料,采用复合模量法计算出沉降曲线,将其与实测沉降曲线对比,证明其精度较恒定固结参数的计算结果有较大提高。     

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.      

高水位地区路堤分级施工方法研究

高水位地区路堤在填筑施工时,容易产生超孔隙水压力,影响路堤的安全。基于有限元方法对同一路堤,在相同施工期下对采用三种分级填筑方法进行研究,结果表明：两级填筑产生的竖向变形最小,但两级填筑和四级填筑产生的超孔隙水压力较大,且安全系数较低。综合分析比较,建议采用三级填筑方法。