高速改扩建路基施工中土工格栅加筋技术优化研究

为充分发挥土工格栅加筋技术在高速改扩建施工中的优势,进一步解决公路路基加宽施工中的差异沉降问题,本文以云南省昆明市附近一段改扩建高速公路为例,建立改扩建路基有限元模型,分析不同路基填筑高度后的地表附加沉降及路面横坡变化规律。采用土工格栅加筋技术,通过改变土工格栅的弹性模量,加筋长度、铺设位置及加筋层数等技术参数,分析不同参数下路基表面沉降及横坡的变化。研究结果表明:土工格栅等加筋材料对减少路基沉降效果明显,但路基高度超过5m,单纯靠加筋处治减缓路基差异沉降效果不显著。当加筋材料弹性模量为1GPa时,在地表顶层和底层铺设两层加筋材料能满足经济性与有效性的双重要求。该研究结果对公路路基加宽施工中加筋技术的的设计、施工提供了技术参考。     

高液限石灰改良土在拓宽路基上应用研究

提出石灰改良土工格栅加筋法处治高液限土拓宽路基。通过室内试验得到高液限土、高液限石灰改良土以及其土工格栅加筋土的基本力学特性,通过现场试验研究土工格栅和结合界面处土应变、新旧路基沉降以及沉降差,同时与高液限土土工格栅、普通填筑方法进行了对比研究。研究表明:石灰改良能够改变高液限土粒径级配,有效降低高液限土含水量、塑性指数,显著提高CBR值;土工格栅提高其抗压和抗剪强度;石灰改良土工格栅处治高液限土拓宽路基能够有效减少新老路基沉降和差异沉降,以及新老路基结合处的土应变,从而有效控制拓宽路基的结合部位开裂和不均匀沉降。     

土工格栅和土工格室加筋在公路拓宽工程中的应用对比分析

为研究土工格栅和土工格室在公路拓宽工程中的应用技术,采用FLAC3D软件,基于摩尔-库仑模型,研究了老路基和新拓宽路基的沉降变形规律、土工格栅和土工格室加筋位置对路基沉降和竖向应力分布的影响,分析了土工格栅和土工格室作用机理,提出土工格栅-格室组合加筋方案,供工程设计及施工参考。     

土工格栅加筋作用对拓宽路基沉降的影响分析

以铺设和不铺设土工格栅的2种模型进行计算,分析土工格栅的作用机理;从土工格栅的铺设层数、层位、长度,以及材料弹性模量等参数对路基沉降的影响进行分析,得出在路基拓宽工程中铺设土工格栅能够改善新老路基接合处的受力状况,对控制拓宽的新路基沉降有益。土工格栅铺设的层数越多,对路基的沉降控制越好。     

高速公路拓宽土工格栅加固效果分析

为了研究土工格栅在路基拓宽工程中减小新旧路基由于固结程度不同产生差异沉降的效果,结合工程实例通过有限元分析方法和工程类比法,分析土工格栅在控制新老路基沉降过程中的作用。表明通过新路基中铺设土工格栅的方法可以有效改善新老路基的差异沉降。并有效加固了新路堤边坡。     

L形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维有限元分析

将加筋土挡墙应用于旧路基拓宽工程,采用土工格栅加筋结合L形钢筋混凝土面板的直立式加筋土挡墙,将地基、新老路基作为一个整体考虑,利用ABAQUS软件建立三维有限元弹塑性模型,计算并分析了土工格栅及铺设层数对拓宽路基顶面位移与应力分布、面板侧向位移以及旧路基变形特征的影响,及土工格栅抗拉强度在拓宽路基中的分布规律。结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟拓宽路基加筋后顶面沉降、面板侧向位移、顶面平均应力分布以及土工格栅抗拉强度的变化规律。     

高架桥基础承台开挖引起的路面差异沉降控制方法研究

高架桥基础承台施工时需开挖基坑,回填后新路基在车辆荷载作用下将产生较大的沉降,故造成新老路基上部路面的差异沉降。该文采用有限差分软件FLAC3D分析研究不同的土工格栅层数、格栅模量、格栅位置、回填材料以及基坑开挖方式对减小路面差异沉降的效果。计算结果表明:格栅层数越多对减小差异沉降的效果越好,并且随着格栅层数的增加,格栅加筋效果减弱。增加格栅模量也可减小路面不均匀沉降,且格栅铺设的3个位置都有作用,其中铺设在面层与基层交界处效果最好。回填材料选择二灰土可以明显减小新老路基的差异沉降,故采用类似二灰土等坚硬的回填材料具有很好的效果。基坑开挖采用放坡开挖的方式,对减小沉降与差异沉降方面的效果优于台阶开挖。     

新老路基相互作用下山区公路拓宽工程的变形数值模拟

根据山区公路改扩建工程的特点,结合重庆某山区公路的改扩建工程,采用FLAC3D有限元进行数值模拟,对山区改扩建公路的路基横向变形规律、路基断面形式、路基边坡稳定性进行了研究。结果表明,随着路基拓宽的逐渐增加,老路基沉降变形和新路基的沉降量随之增大,随着新老路基结合部的移动,最大沉降点也随之移动。在新老路基结合的位置,沉降值达到最大;老路基一次荷载作用后,其拓宽宽度和沉降变形联系较小,沉降变形基本不变,随拓宽宽度的增大,沉降变形随之增大。随共同作用层的增大,差异沉降随之增大。在共同作用层设置土工格栅前后,施工期路基沉降量变化较小,运行期路基沉降量变化则比较明显。当具有较大变形量时,在土工格栅设置后,变形量有较大的降低。     

新老路基不协调变形模拟试验研究

道路拓宽工程中,新老路基之间的不协调变形是导致路基路面病害的根本原因,路基处治的核心是新老路基不协调变形的控制。在路基拓宽室内试槽试验中,采用在路堤底部预填一定厚度的易溶性化肥,再注水溶解的方法来模拟新老路基不协调变形的形成,并重点研究新老路共同作用层设置和路基加筋的作用。结果表明,设置一定厚度的新老路共同作用层可以明显减小新老路基的工后差异沉降;土工格栅加筋可以显著降低地基顶面所受的土压力,从而减小新老路基不协调变形。     

土工格室加筋新老路基拼接段影响分析

为了解土工格室加筋新老路基拼接段的效果以降低差异沉降,应用有限元程序建立了计算模型,分析了土工格室铺设层位、模量、高度和铺设宽度对新老路基拼接段差异沉降的影响.结果表明,加筋位置越靠近路基底部,降低路基差异沉降的效果越明显;加筋层数多比加筋层数少效果明显,加筋1层、3层时比不加筋时最大差异沉降分别降低了4.7%和8.4...     

高速公路拓宽影响因素力学有效性分析

高速公路拓宽改建是现代许多高速公路应对交通量迅猛增长的有效对策,但由于新老路基特性差异和施工时间的不同,结合部容易出现因差异沉降而产生的裂缝,因此本文就新老路路基拓宽工程中出现的不均匀沉降进行分析,提出了一些解决措施。本文运用通用有限元程序ABAQUS对土应用弹塑性的Mohr-Coulomb模型进行求解。通过数值分析研究,结果表明路基拓宽宽度和路基高度对新老路基的差异沉降有较大影响,其中拓宽宽度相对路基高度的变化对沉降的影响要大;土工格栅对新旧路基的沉降基本没有影响,但对降低土体应力值有显著效果;台阶开挖作为减小新老路基不均匀沉降的一种措施,有效减小了不均匀沉降。     

钢塑格栅在高速公路拓宽工程中的应用研究

新老路基的拼接处是改扩建公路的薄弱部位,最容易沿着结合面出现破裂面,为此钢塑格栅加筋技术在新老路基拼接工程中应用广泛。为研究钢塑格栅加筋拓宽路基的处治方案及效果,结合京沪高速公路拓宽工程,对钢塑格栅在新老路基拼接中的应用进行研究,结果表明：钢塑格栅加筋拓宽路基可以改善新老路基拼接部位受力状况,根据工程实际情况在新老路基拼接处合理铺设钢塑格栅,可以有效抑制拓宽路基土体的竖向和水平位移,优化钢塑格栅的加筋效果。     

路基差异沉降处治方案的对比研究

在高速公路的路基拓宽过程中,新路基的荷载以及工后通车的荷载都会对老路基与新路基造成严重的不均匀沉降,并且路基拓宽工程中新老路基的相互作用会产生工后沉降,对行车安全造成不良影响。对此,以某高速公路拓宽路基为例,运用ABAQUS有限元软件对路基拓宽工程中典型的不同路基差异沉降处治方式的作用效果与未处治拓宽路基工程,进行对比分析,从而得到了土工格栅与水泥土桩控制路基沉降的变化规律。数值分析表明:土工格栅对控制拓宽路基不均匀沉降控制有限,而桩基础有较好的治理效果。     

公路隧道下穿铁路路基的沉降行为研究

对公路隧道下穿铁路路基拓宽改造后新老路基的沉降行为和路面结构变形机制进行了研究。结果表明,公路隧道下穿铁路路基拓宽改造后的路径不同区域的路基沉降在位移达到16～20 cm时基本趋于稳定,柔性位移计监测得到的土工格栅位移伸缩量(约2 mm)远小于破坏极限值;加土工格栅对路基路面沉降效果影响较小,但是可以对基层的附加应变起到抑制作用,从而缓解差异沉降。无论是上面层、中面层还是下面层,无荷载、静荷载、动荷载和卸载后的应变都随着距离旧路基中心线距离的增加而先增加至峰值而后逐渐减小,且应变峰值都未出现在新旧路基连接处,而是在距离路基连接处约1 m位置。     

土工格栅在路基拼接中的应用效果试验研究

在旧路改扩建工程中，为了减少路基拓宽后差异沉降，常用方法之一是在新老路的结合部铺设土工格栅。结合津滨高速公路改扩建工程土工格栅现场试验，研究不同材料类型、不同展布宽度的土工格栅在路基拼接中的处治效果，可为天津地区后续其它工程路基拼接设计和施工提供参考依据。     

土工格栅加筋拓宽路堤有限元分析

通过PLAXIS有限元模拟,分析了有无加筋、加筋间距、老路基开挖坡度、格栅强度等因素对拓宽路堤的影响。结果指出:拓宽路堤中采用土工格栅加筋,合理确定加筋间距和强度,可以显著提高拓宽路堤的稳定性;旧路堤的开挖坡度对新路堤的稳定性影响不大,在设计中应综合考虑实际情况予以确定。     

全风化花岗岩路基改扩建差异沉降处治分析

为研究不良地质下的路基改扩建工程差异沉降处治问题,以莲株高速改扩建工程为背景,考虑路基内部湿度场变化,并利用有限元软件ABAQUS分别建立不同处治方法下的全风化花岗岩区软土地段的拓宽路基有限元模型,结合位移云图及沉降变形曲线,分析在不同路基拼接技术处治下新老路基、新老地基、路面表面的沉降与侧向变形状况,探讨路基拓宽差异沉降分布。研究表明:拓宽路基沉降集中在施工期及工后1 a内;开挖台阶、铺设土工格栅以及对软土地基进行打桩加固处理能有效减小改扩建路基沉降且控制侧向变形和差异沉降。     

土工格栅在处治软土路基变形中的应用研究

为研究土工格栅对公路软土路基变形影响的工作性状,依托山西某高速公路工程,采用土工格栅和土工布作为不同加筋材料与非加筋土进行试验路施工及工后监测。结果表明,相对无筋土,土工格栅降低软土路基的沉降位移最大值可达11%,侧向位移值减小约51%;加筋材料的不同对变形的发展也有差异;同时,土工格栅有利于路基断面均匀受力,提高路基稳定性。     

双向土工格栅处理桥头跳车的试验研究

为了研究桥头跳车问题,对采用双向土工格栅加筋与短搭板相结合的方法在武汉阳逻长江大桥接线上进行了实体工程试验研究,对桥头加筋和没有加筋路堤的分层沉降和地基沉降,以及路堤中的土压力进行了对比观测。建立了考虑土工格栅-土界面接触特性的有限元模型,分析了双向土工格栅加筋层数、层间距、格栅的抗拉模量,桥头路堤填土的模量、粘聚力、内摩擦角和地基土的力学性质时桥头路堤沉降的影响规律。结果表明,采用双向土工格栅加筋和短搭板相结合的方法,可以达到消除桥头跳车的目的;从桥头路堤表面向下以一定层间距布设加筋层,随加筋层数的增多(加筋深度随之增大),外荷引起的附加剪应力能向更深处传递,是加筋效果提高以致桥头差异沉降减小的重要原因,但最大有效加筋深度约为2.5～3.6m;当格栅层数一定时,如果采取等间距布置,适中的层间距时桥头路堤沉降最小;增加填土的弹性模量和内摩擦角或土工格栅的刚度,可以有效降低双向土工格栅加筋的桥头路堤沉降。     

搭板加筋路基处理路桥过渡段差异沉降研究

针对路桥过渡段因路基与桥台沉降差较大而产生的桥头跳车现象,文中利用FLAC3D软件建立了桥头结构与搭板加筋路基的分析模型,对比分析搭板长度与土工格栅层数、模量对路桥过渡段差异沉降的影响,结果表明,搭板可以有效避免路桥连接处的错台现象,但易引起二次跳车现象的发生;搭板加筋路基可以有效减小路桥过渡段差异沉降,避免二次跳车现象的发生,提高行车舒适度;布置土工格栅的效果主要体现在路基与地基交界处;格栅模量的增加可以减小道路沉降。