采用地震技术预测路基沉降量的方法研究

采用有限元法求解比奥（Biot）固结方程计算路基沉降量是一种常用方法,通过三轴压缩试验来求取相应的弹性参数则耗时耗资。根据路基土的密度、速度与弹性参数（如弹性模量E和泊松比μ）之间的关系,将速度和密度引入到有限元劲度矩阵方程来求解比奥固结方程,讨论了综合地震勘探在沉降检测与预测中的应用。理论模拟分析和实际应用结果表明,将地震技术用于地基沉降量计算中是有效的。     

基于灰色模型的高速公路路基沉降预测

在公路施工过程中,路基施工质量的好坏是确保公路施工质量的关键,为确保路基施工质量,必须掌握路基沉降的变化情况,特别是要能够较为合理地预估路基沉降的变化情况.文中利用灰色系统理论建立GM(1,1)灰色预估模型及其残差模型,并应用于某高速公路路基沉降变形预测中,预测结果和实测结果能较好地吻合,验证了预估模型的精度和预测方法的可行性.     

考虑变质量的路基沉降应力变形协调分析法

针对传统分层总和法存在小变形假定和无法考虑地基排水引起的质量变化等缺点，在不同参考构形等概念的基础上，重新解释了应变和压缩模量等度量的内涵，结合分层总和法和有限变形理论的基本思想，提出考虑变质量的应力变形协调分析法，用于计算最终沉降和固结沉降。对手排水和不排水路基的沉降问题，分析了最终沉降量的协调解与两种传统解的计算差别及其相对误差的变化规律，探讨了新方法在预测路基固结沉降中的应用。结果表明：最终沉降量的协调解和两种传统解均随着压缩层厚度的增加近似按双曲线规律增加，随着荷载的增加近似按线性规律递增；常用的不考虑应变历史修正的传统解计算结果偏小；协调分析法能提高顸估路基固结沉降的精度等。用新方法可以更准确地计算路基的最终沉降和固结沉降。     

路基土动态回弹模量预估进展与展望

路基动态回弹模量是路面结构设计的重要参数,而路基土回弹模量MR的预估是确定路基回弹模量的基础。基于此,总结分析国内外路基土动态回弹模量预估模型的主要成果,并根据预估模型变量的不同,将典型预估模型分成了3类:第1类(A类)是以应力为变量的预估模型;第2类(B类)是将基质吸力耦合到应力变量中的预估模型;第3类(C类)是将基质吸力作为独立应力变量的预估模型。进而,从每类模型中选取2个被广泛接受的代表性模型,并采用3种土样的重复加载动三轴试验数据,对各类模型的适用性和特点进行分析。结果表明:A类模型形式简单,考虑了体应力、偏应力、八面体剪应力等应力变量对路基土动态回弹模量的影响,但对路基湿度状态的反映仅体现在k1,k2,k3等模型参数中;B类模型是基于微观力学理论和热力学定律或基于Bishop非饱和土的有效应力原理提出的,若通过试验确定有效应力参数,成本高且设备不易操作,若通过经验公式来确定则误差较大;C类模型又分为将基质吸力作为应力的增量和乘积2种形式,增量形式导致MR随基质吸力的变化不受围压、循环偏应力的影响,与实际情况不符,而乘积形式可避免该现象的产生;建议采用乘积的形式来反映基质吸力对路基土动态回弹模量的贡献。此外,为提出适用于中国路基路面设计体系的路基土回弹模量预估模型,应在加载序列、基质吸力测试、预估模型构建、干湿循环影响等方面开展进一步研究。     

考虑土体非线性固结沉降的复合地基桩侧负摩阻力研究

基于Davis一维非线性固结理论,求得桩周土体固结沉降随时间和深度变化的计算公式;结合桩-土双曲线荷载传递模型,建立复合地基中桩体平衡方程的矩阵表达式,通过将矩阵方程组联立迭代求解,得到复合地基中桩侧摩阻力、桩身轴力及中性点位置.通过针对某工程实例的对比分析,验证了本文中所建理论计算方法的可靠性;继而探讨了地基土固结度、桩周土体初始体积压缩系数、桩端土体压缩模量及桩-土应力比对桩侧负摩阻力和中性点位置的影响.研究结果表明:所建立的考虑土体非线性固结沉降的桩侧负摩阻力计算模型可以有效、准确地反映复合地基中基桩负摩阻力和中性点位置随地基土固结时间的变化规律;桩周土体初始体积压缩系数对桩侧摩阻力影响显著,桩端土体压缩模量对中性点位置影响显著;桩身下拽力、中性点深度随着桩-土应力比的增大而减小.     

道路扩建中路基不均匀沉降和纵向开裂机理研究

为了研究双侧加宽道路改建中路基差异固结沉降规律及由此引起的路基纵向开裂机理,运用Biot固结理论和离心加载法进行了数值模拟与分析。发现随着超静孔隙水压力的消散,新旧路基结合部处不均匀沉降逐渐增大,路基顶面为拉应力区,中下部为剪应力区。路基开裂实际上是新旧路基结合部土体损伤产生→扩展→汇合的整个过程。工程中除对地基进行主动处理外,还需加强对新旧路基结合部的被动性处治。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

针对软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性三维渗流固结问题,基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论模拟了沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,并把分析结果与软粘土中挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较.结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,能为挤土桩的进一步研究提供技术方法.     

新旧地基不同固结程度对拓宽路基差异沉降的影响

为了解差异沉降对拓宽道路的影响,应用有限元程序建立了差异沉降的计算模型,从沉降和水平位移方面分析了新旧地基不同固结程度对高速公路拓宽路基的影响。结果表明,新旧地基的固结程度差异会影响沉降曲线的形状,尤其对差异沉降的影响较大。当新路基下地基压缩模量不变,改变老路基下地基压缩模量,最大差异沉降从8.89 cm减小至5.35 cm。但当老路基下地基压缩模量提高到15 M Pa以后,沉降的减小程度减弱。当旧路基下地基压缩模量不变,改变新路基下地基压缩模量,最大差异沉降从7.92 cm减小至3.23 cm。当新路基下地基压缩模量提高到10 M Pa时,沉降的减小最为明显,20 M Pa以后减小趋势变弱。     

软土地基路堤工后沉降时参反演和预测

基于Biot固结理论有限元数值解和Merchant粘弹性模型理论解析解,采用最小二乘法建立了包括沉降、孔压以及侧向变形信息的目标函数,利用观测数据采用Simplex直接优化算法,结合工程实例首先分时段反演了模型中主要的土性参数,研究各参数随时间的变化趋势.然后在此基础上编写了时参反演有限元程序,反演了参数的时间函数,并对软土路基的工后沉降进行预测.实例分析表明,该方法是可行的.     

一种填筑软土路基的稳定性控制方法

考虑软土强度随固结度增长的因素,采用有效固结应力法对路基进行稳定性分析,提出了根据现场实测沉降修正理论固结度的方法;同时考虑路基工后沉降要求,确定施工进程中任意时刻的容许填筑高度。所编制的计算程序可用于指导软土路基的安全填筑。