盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究

在季节性冻土和盐渍土灾害地区,盐渍土的盐-冻胀(盐胀-冻胀)变形对道路路基造成很大的危害.南疆阿拉尔市城市道路建成后,盐渍土路基变形较为严重.为了确定盐渍土路基变形破坏的类型、原因及其发生机理,对变形破坏严重的道路进行路面变形量、路基不同深度地温,日平均气温及测区地下水位的季节变化进行现场监测试验,并对路基盐-冻胀变形进行了评价.结果表明:试验路段路基的变形属于盐-冻胀变形破坏,路基中的硫酸盐使水泥土稳定基层膨胀开裂和外部水分入渗路基产生冻胀是路基产生变形破坏的主要原因.     

基于变形分析的多年冻土地区路基高度效应研究

青藏公路病害调查资料表明:热融沉陷是多年冻土区主要的路基病害之一,提高公路路基高度可以有效地控制路基变形,防止融沉病害.针对这一工程问题,提出了“冻土路基高度效应”的概念,描述因路基高度变化而引发的冻土路基变形、破坏等规律.基于冻土路基热弹塑性融沉计算模型,得到了不同温度条件下,路基变形随路基高度的变化规律,与实测数据相比,计算模型合理可行.计算结果表明:冻土路基的变形主要受控于多年冻土层的融沉变形;“路基高度效应”对于冻土路基变形影响较大;高温多年冻土区的路基融沉变形十分可观,其变形速率尤其值得关注.     

路基对高速公路早期损坏的影响

针对路基变形引起路面早期破坏的不同形式与成因,以及通过对路基工后沉降、差异沉降率、压缩变形对路基强度、变形影响的分析研究,判定路基变形和强度降低是引起高速公路早期破坏的一个主要方面,从而导致路基抵抗变形能力和综合承载能力下降而出现早期损坏.为此,应在加强路基强度、抗变形能力方面给予高度重视以消除或减轻第一类早期破坏.     

漠北公路高纬度多年冻土区路基变形特征分析

为探讨东北高纬度岛状多年冻土区路基路面病害原因,对漠北公路沿线冻土路基不均匀沉降变形状况进行了分析。基于漠北公路沿线不同冻土条件和工程措施下各层土体沉降变形状况,探讨路基沉降变形主要发生的土层部位、路基沉降变形破坏原因等。分析结果表明:路基施工完成后早期路基变形较大,主要由工后不均匀沉降变形引起,变形部位主要发生在原天然地面下季节活动层;由于运营时间较短,由多年冻土融化引起的沉降变形很小。路基沉降变形主要发生在暖季,在冷季(11月～次年6月)路基基本保持稳定,变形很小。路基整体变形状况与冻土含冰量、冻土地温有一定的关系。高温多年冻土区比低温多年冻土区变形大。     

高纬度多年冻土区漠北公路路基变形特征分析

通过漠北公路沿线各试验段不同冻土条件和工程措施下各层土体沉降变形状况,分析东北高纬度岛状多年冻土区路基沉降变形主要发生土层部位及其破坏原因。分析结果表明:路基施工完成后早期路基变形较大,主要由工后不均匀沉降变形引起,变形主要由原天然地面下季节活动层的沉降压缩变形等引起,由于运营时间较短,由多年冻土融化引起的沉降变形很小。路基沉降变形主要发生在暖季,在冷季（11月~次年6月）路基基本保持稳定,变形很小。路基整体变形状况与冻土含冰量、冻土地温有一定的关系。高温多年冻土区比低温多年冻土区变形大。     

采空区高速公路路基路面变形破坏

随着各地高速公路建设的快速发展,一些高速公路无可避免地要跨越采空区,这就可能面临采空区地表沉陷引起高速公路路基路面破坏问题。因此,针对采空区路基路面的主要病害,开展采空区高速公路路基路面变形破坏理论和变形协调设计方法的研究就显得十分重要。采用粘弹性蠕变本构关系建立有限元仿真模型,对采空区路基路面变形破坏问题进行理论研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)运用ANSYS软件建立数值仿真模型,分析采空区地表沉降特征,将地表沉降曲线分为三个区域:下凹区、上凸区、反弯区,并分析不同因素影响下地表沉降曲线的变化规律。(2)根据地表沉降曲线分区特征,建立采空区—路基—路面整体模型,分析路基位于地表沉降曲线不同特征区段时路基路面的变形破坏模式。(3)根据地表沉降曲线特征,结合采空区路基路面变形破坏的主要影响因素,研究采宽、采厚、采深、煤层倾角、留设煤柱等因素对采空区路基路面变形及应力的影响,总结不同因素影响下路基路面变形破坏的基本规律。(4)根据有限元计算分析结果及高速公路安全运行的设计标准,归纳总结了采空区一般处治方法,并基于协同作用原理给出了采空区路基路面变形协调设计方法。     

暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽重载动力响应模型试验

利用重载动力响应模型试验装置,对路堤下伏溶洞的变形破坏机理与稳定性进行了深入分析,归纳出路基下不同部位变形破坏特征,分析了暗河漏斗地区高填路堤的稳定性。得出了路基路面在不同荷载作用下相应产生变形,传递到路面下各结构层并引起相应沉降变形,最终导致了路面塌陷和坡脚的破坏,确定暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽,为暗河地区高填路堤整治方案奠定了基础。     

山区公路陡斜坡路基-挡墙体系病害动态过程调控技术

山区公路运营过程中路基-支挡结构变形失稳的发生、发展过程与地层岩性等内因密切相关,气象、水文及施工等外动力条件则是路基及支挡结构变形和发展的主要诱发因素;多雨地区复杂地质条件下的路基沉陷变形问题成为危及公路正常运营的典型地质灾害问题之一。通过对某陡斜坡路基病害的工程地质环境、路基沉陷变形过程及破坏机理分析,揭示了山区斜坡路基变形破坏的区域性、渐进式、影响因素复杂、破坏模式多样等特点,提出了动态过程调控理念,对该类路基-挡墙病害治理须选择恰当介入时机,并采用综合治理措施的设计思路,获得了良好的工程效果,可为类似路基-挡墙病害治理提供借鉴。     

土石混填路基变形破坏机制的底摩擦试验模拟

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现多种形式的病害,降低了公路的服务水平.揭示土石混填路基的变形破坏机理,为设计和施工控制提供依据,本研究采用自动化底摩擦仪,进行了不同填筑形式,不同压实度的土石混填路基的底摩擦试验,再现了路基的变形破坏过程和最终的破坏模式.研究结果表明,土石混填路基的破坏主要源于坡脚失稳和不均匀沉降,最终的破坏模式可归结为路基边坡的滑塌和不均匀沉降导致的路基纵向开裂.对于坡度较小的斜坡路基,通过开挖台阶,可有效地提高路基的稳定性.     

高海拔深厚覆盖层库区公路变形破坏特征及防治措施研究

2018年强降雨诱发西藏高海拔深厚覆盖层库区公路变形破坏,加之库水的浪蚀作用,使深厚覆盖层库区公路路基变形破坏加剧。现场调查研究得出,库区公路变形破坏区域主要分为坡顶拉张区、临水面淘蚀区和坡内剪切-滑移区,变形破坏过程包括路面裂隙孕育阶段、路面裂隙加剧阶段和路基剪切-滑移阶段,整个库区公路以拉张-剪切破坏为主。以此为依据,防治措施主要针对库区公路拉张破坏和剪切破坏展开。其中坡面拉张破坏区周边采用截水沟、回填裂缝等措施进行处理,公路两侧设计边沟排水;剪切破坏应以压坡脚为主,防淘蚀为辅。经库岸塌岸预测,建议以库岸稳定性线为坡率设计依据,清除库岸稳定性线以上不稳定坡积块碎石,临水坡面设计干砌石护坡,下部设计一定厚度和满足级配要求的反滤层,对垮塌路基区域做回填处理。     

黄土地区路基防护与支挡工程病害及防治措施

黄土地区路基防护与支挡工程主要病害有勾缝脱落、裂缝、表面破损、墙背填土沉陷变形及黄土陷穴、基础冲刷淘空、泄水孔堵塞、沉降缝(伸缩缝)变形破坏等形式.经总结分析,提出了增加排水设施、充分夯实脱空区域、及时检查修补、处治黄土陷穴等关键措施,并提出了黄土地区路基防护与支挡工程设计中可供选择的与防护支挡方式及关键技术.     

季节性冻土地区客运专线路基工程防冻胀措施研究

季节性冻土地区路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形,破坏轨道的平顺性,已成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一。解决路基冻胀问题是季节性冻土地区路基设计的关键。文中结合哈大客专铁路路基工程设计,对季节性冻土地区铁路客运专线路基工程防冻胀措施进行研究。     

多年冻土地区路基冻胀变形分析

首先模拟气候因素变化过程,得到不同时期冻土路基温度场分布,温度场随时间的变化可以反映出冻结相变区的变化,然后考虑土体体积力和土体冻结相变产生的冻胀力,采用考虑拉破坏的热弹性力学方法,分析得到多年冻土地区路基变形分布和演变规律;在此基础上,对冻土路基纵向裂缝的成因进行研究,揭示出冻土路基纵向裂缝主要出现于路面中部及路面靠近路肩部位,这与实际情况是相符合的。进一步的分析表明:采用低冻胀性的土填筑路基,如采用碎石土填筑,对于降低冻土路基冻胀变形及防治纵向裂缝病害是有效的。     

岩溶地区的公路路基稳定性及施工设计

岩溶是一种不良地质现象,岩溶会危害路基,若是溶洞顶板发生坍塌,就引起路基下沉,破坏公路行车安全;并且,若是岩溶地区的地面塌陷,也会降低公路路基的稳定性,对路基施工质量造成破坏。通过研究基于某地公路岩溶区路基施工项目实例,针对岩溶地区公路路基施工设计提出新的决策,构建了岩溶区路基稳定性评价模型,能够优化设计施工决策,确保提升公路路基稳定性。     

土工格栅二灰土加宽路基的力学特性

以青岛—银川高速公路济南至青岛段某加宽段改扩建工程为依托,对土工格栅二灰土加宽路基施工力学特性进行对比分析,得出以下结论:(1)土工格栅与二灰改良土有效控制了路基竖向位移的发展,竖向位移以新、旧路基坡脚处为中心呈现近似弧形辐射衰减;(2)加筋材料摩擦效应有效抑制了路基填土的挤出变形,加筋后的路基填土的水平变形明显减小,有利于改善路基整体受力特性,路基水平位移受时间效应影响较小;(3)铺设土工格栅形成明显的网兜效应,路基填土塑性区的发展得到有效控制;(4)剪、压破坏塑性区主要集中在路基与旧路基结合的坡脚处,这与位移场计算结果相一致,在设计与施工中应予以关注;(5)加宽路基竣工后,水平位移先增大后减小表现出一定程度的非线性,宏观上表现为鼓状变形.土工格栅与二灰土改良有效控制新路基水平位移的发展并满足其稳定性要求,后期路基水平位移主要由土工格栅拉伸引起的.     

陇东地区黄土路基变形分析

黄土路基在运营一定年限以后,路基内含水率变化较明显,会导致路基在运营后期发生不均匀沉降,甚至造成路基破坏。本文依托十天高速甘肃段典型干旱半干旱地区黄土路基工程实际,采用有限元软件ADNIA,研究不同地下水位以及降水入渗对于路基变形的影响和设置了砂(砾石)对于黄土路基变形的影响。数值计算结果表明,随着地下水位的升高,路基竖向位移值也升高;砂(砾石)夹层的设置对于改善干旱半干旱地区黄土路基内部在后期运营时候的含水率以及路基的稳定性有很大的帮助。     

岩溶地区公路修筑技术研究

为解决岩溶地区公路建设面临的工程技术、环境保护和可持续发展等诸多难题,通过大量调研分析、室内外试验、理论分析和数值计算,对岩溶地区公路建设中地质勘察、基础稳定性评价、筑路材料资源利用、工程病害处治和岩溶环境保护等五大方面的关键技术进行系统研究.开发了隐伏溶洞顶板变形监测技术与装置,隐伏溶洞精细探测技术,建立岩溶地区公路工程综合勘察技术体系;提出含隐伏溶洞地基公路路基稳定性评价方法、桥基承载力确定新方法;揭示岩溶水作用下路基变形破坏机理,提出相应公路岩溶病害防治技术;研发了路面抗滑耐磨材料、机制砂高性能混凝土;提出岩溶生态环境影响评价方法、公路路域植被变化规律,研发了岩溶水污染控制技术与处理设施等.     

季节冻土地区阴阳坡路基温度场及变形发育数值模拟

结合季节冻土地区实际气候条件,基于第II类与第III类混合热边界条件,模拟季节冻土地区路基温度场变化规律,分析阴阳坡面温度差异;在考虑冻结锋面位置和形状基础上,引入土体的冻胀率和融沉系数,研究由阴阳坡温度差异引起的公路路基变形发育过程,揭示路基破坏机理。研究结果表明:在有地下水源的情况下,坡向不同而引起的阴阳坡温度差异对季节冻土地区路基横向不均匀变形影响较大;在冻结过程中靠近阴坡的路肩与坡脚变形较大,在融化过程中阴坡边坡顶部处的沉降最大,冻结和融化过程中边坡及靠近阴坡侧路基顶部均易产生张拉破坏。因此,季节冻土地区公路路基在设计与养护时应特别考虑阴坡及靠近阴坡面的路肩,可在阴阳坡面采取不同的设计与养护措施减轻阴阳坡温度差异。     

重载动力响应对暗河区高填拓宽路堤稳定性影响模型试验

利用重载动力响应影响模型试验装置,对路堤下伏溶洞的变形破坏机理与稳定性进行了研究,路基路面在不同荷载作用下相应产生变形,传递到路面下各结构层并引起相应沉降变形,最终导致了路面塌陷。总结了不同部位高填拓宽路堤的变形与破坏特征,为暗河区高填拓宽路堤变形破坏分析及整治奠定了基础。     

基于随机介质理论的岩溶路基安全风险评估研究

溶洞空区坍塌之后造成的地表变形和移动对路基的稳定性影响较大,溶洞空区坍塌之后的路基变形预测一直是难点问题.采用随机介质理论对某公路k21+590～k21+690段岩溶坍塌造成的路基变形进行预测计算,分析了路基存在的风险.采用随机介质理论为溶洞路基坍塌变形预测提供了参考工具.