桩承式加筋路堤关键问题研究

利用弹塑性有限元方法研究了桩承式加筋路堤应用中的几个关键问题,包括桩承式路堤的沉降组成和分布规律、适用条件、荷载分担比的影响因素等。具体研究了未打穿软土层情况下不同路堤高度时的路堤沉降规律,在打穿和未打穿2种情况下荷载分担比随桩托板尺寸、桩间距、路堤高度等因素的变化规律及土工格栅的作用。结果表明:路堤沉降主要取决于桩端以下软土层的压缩;荷载分担比随桩托板尺寸和路堤高度的增加而增大,随桩间距的增加而减小;土工格栅对荷载分担比和路堤沉降影响都不大。     

桩承式加筋路堤沉降的流固耦合分析

桩承式加筋路堤是一种应用于软土地区路堤工程的地基处理形式。为了研究路堤填筑及交通荷载对地基中超静孔隙水压力及路堤固结沉降的影响,结合某高速公路路堤地基处理工程实例,利用SIGAMA/W建立了桩承式加筋路堤沉降的流固耦合分析模型,分析在路堤填筑时的静水压力的变化规律,及其对固结沉降的影响,得出了相应的结论。     

桩承式路堤土拱效应下的荷载传递机制离散元分析

土拱效应是路堤填料因沉降特性诱发的一种应力重分布现象,也是桩承式路堤中影响荷载传递的关键因素。文章基于离散元法构建了桩承式路堤二维数值模型并验证其有效性,然后利用路堤荷载传递效率、应力主方向以及接触力链等宏细观指标,对土拱效应下荷载传递机制进行研究。主要结论如下:不同桩间距的桩承式路堤的荷载传递效率E随填料高度h增大呈指数增长;格栅加筋能够有效提高桩承式路堤荷载传递效率;离散元裂隙网络能够较好展现桩承式路堤模型中应力重分布现象并验证了土拱效应的存在,同时也表明应力主方向偏转是土拱效应产生的实质;接触力链能够有效反映桩承式路堤荷载传递规律以及土拱效应随着桩间距的增大逐渐减弱的趋势。     

铁路交通荷载下桩承式路堤承载性状分析

依托某铁路桩承式路堤工程，通过室内桩-土剪切试验，分析水泥土桩-土接触面的摩擦系数在不同界面粗糙度、水泥掺入比和土体含水率下的变化规律，得出适应不同工况的摩擦系数。采用ABAQUS软件，对不同车辆速度和车辆荷载作用下桩承式路堤的承载性能和路堤沉降进行研究，得出桩和桩间土的荷载分布规律及桩顶、桩间土和路面最大沉降的变化规律。     

柔性桩承式加筋路堤荷载传递的改进

在文献[1]的基础上,考虑了柔性桩承式加筋路堤中加筋体上下摩阻力,然后对柔性桩承式加筋路堤的荷载传递的理论分析进行了改进,最后得到了桩土应力比和桩土差异沉降的计算式。本文理论计算值与工程实例实测值对应很好,且网上网下桩土应力比能反映出加筋垫层网材的拉膜效应作用。因此,本研究能为柔性桩承式加筋路堤的设计及施工提供一定的参考。     

浅议桩承式加筋路堤的加固数值分析

新拓宽路基因新路堤自重应力产生不均匀沉降,从而导致路面开裂,和其它路基处理方法相比,桩承式加筋路堤具有施工工期短、对老路影响小等优点。通过有限差分软件,分析拓宽工程中桩承式加筋路堤在不同土工格室厚度、模量的情况下,对拓宽路基沉降及侧向变形的影响规律,总结出较为经济的土工格室参数,以对相关工程的建设提供一定的借鉴和参考。     

加筋桩承式路堤的三维土拱效应分析与试验验证

为真实反映加筋桩承式路堤的土拱效应,采用三维球形土拱假设,建立了一种路堤荷载和均布荷载共同作用下的土拱效应分析方法。基于Hewlett土拱分析方法推导了无加筋体时路堤荷载和均布荷载作用下的桩土荷载分担表达式;对于加筋桩承式路堤,依据桩帽顶部加筋体沉降的特征,将加筋桩承式路堤分为2个部分,采用不同的沉降假设分别建立其竖向平衡方程,求得桩帽顶面和桩间土表面对加筋体的支撑力;通过离心模型试验和现场实测结果进行对比验证,采用参数分析法对影响土拱效应的主要因素进行等级评价。结果表明：加筋体抗拉强度对桩土应力比以及加筋体拉力均具有很高的影响等级,研究结果能够为分区域铺设加筋体提供理论依据。     

桩承式路堤平面土拱等沉面高度影响因素分析

通过数值方法对桩承式路堤平面土拱等沉面高度进行了分析,结果表明：等沉面高度与桩梁净距的比值约为1．6;等沉面高度不受桩土沉降差的影响,路堤填土粘聚力、内摩擦角的大小在工程常见范围变化时对等沉面高度没有影响。在工程设计时,调整桩距及桩梁宽度使路堤高度大于等沉面高度可避免路面出现差异沉降。     

桩承式加筋路堤在尾矿区的应用

为保证高速公路在通过尾矿区的安全性,该文提出采用桩承式加筋路堤技术对尾矿区高速公路路基进行处治。文章通过理论计算确定合理的设计参数并加以理论验算,最后以广西桂(平)-来(宾)高速公路为试点工程。通过监测路堤侧向位移和沉降发现,随着时间的推移,侧向位移及沉降逐级减小,最后趋于稳定,表明桩承式加筋路堤对尾矿区高速公路路基处治是有效、可靠和实用的。     

桩承式路堤土拱演化的二维钢棒相似土模型试验

为了解桩承式路堤的变形类型与土拱效应随桩间土下沉的演化规律,并为参数取值提供参考,开发了可考虑桩承式路堤多个单元相互影响的多沉陷门(Multi-trapdoor)试验装置,考虑填料高度H、桩间净距s-a与桩径参数a,进行了1组随桩间土下沉的土拱演化模型试验。试验采用椭圆钢棒相似土作为填料,将采用砂填料的平面应变试验简化为二维试验条件,消除了前后挡板摩擦力的影响。通过粒子图像测速技术获取了填料随桩间土下沉过程的全场变形,利用自制荷载板精确地测试了填料底面的桩土荷载分布,得到不同参数组合下的桩承式路堤土拱变形类型和桩土应力比变化规律;同时利用试验结果总结了3种演化模式的适用条件。结果表明:钢棒相似土能够很好地模拟实际砂填料的平面应力-应变特性,桩承式路堤土拱效应存在三角形扩展型和等沉面型2种主要的演化模式,与三角形扩展模式相比,等沉面模式路堤表面无差异沉降,土拱效应发挥程度高,且桩土应力比随桩间土下沉降低比例较小,另一种塔形升高模式可以看作三角形扩展型向等沉面型转变的一种过渡模式;低路堤桩承式路堤宜调整桩土截面尺寸以提高相对填料高度H/(s-a),使得路堤变形进入等沉面模式。     

加筋对桩承式路堤变形模式与土拱效应影响试验

对于桩承式加筋路堤,加筋改变了路堤底面的变形形态,不可避免地将对路堤变形模式与土拱效应产生影响。为了深入分析加筋的影响,利用开发的多沉陷门(Multi-trapdoor)试验装置和椭圆钢棒相似土填料,开展未加筋桩承式路堤试验并得到不同参数组合下存在的3种变形模式,选取3种变形模式的代表性试验,开展相同参数条件下的加筋试验以及4种不同填料高度和3种不同加筋刚度的桩承式加筋路堤试验。通过粒子图像测速技术(PIV)和自制三点式载荷计准确测试得到全场位移及桩顶和桩间土压力。结果表明:加筋后,未加筋桩承式路堤的三角扩展型和塔形升高型变形模式转化为同心椭圆扩展模式,等沉面模式转化为同心圆等沉模式;2种变形模式之间转化的临界高度为1.5倍桩间净距,但等沉面的高度仅为67%的桩间净距;加筋对土拱效应发挥起到了双重作用,一方面,加筋减小了差异沉降,导致土拱效应发挥程度降低,另一方面,加筋改变了路堤变形模式,为"同心圆"土拱提供了稳定的拱脚,使得土拱效应发挥程度提高;在填料高度低,加筋刚度高的情况下,土拱效应发挥程度进一步降低;而填料高度高,加筋刚度低时,土拱效应达到了充分发挥所需的差异沉降,加筋对土拱效应有提高作用;张拉膜效应发挥程度随加筋刚度增大而提高,且随着桩间土下沉而提高,导致土拱效应减弱。     

双层土工网复合地基受压性状试验研究与分析

路堤下的桩体复合地基顶部常铺设一层或多层土工网,以增加桩体所承受的荷载及桩土应力比,形成桩 网复合地基或桩承堤,其设计从整体上仍处于经验阶段。采用在承压板内外侧设置百分表、在土工网下埋设土压力盒的方法,测试了土工网复合地基应力的平面分布、竖向扩散规律及随时间和沉降的变化规律,分析了强度变化与破坏模式,并对承载力特征值的取值标准提出了建议。本文结果为进一步的理论研究和工程设计提供了有益的依据。     

交通荷载影响下土石混填高路堤沉降规律数值分析

土石混填高路堤作为山区高速公路建设常采用的一种路基形式，其工后沉降控制已成为山区高速公路建设的难题。建立了交通荷载作用下高路堤动力模型，利用有限元软件ANSYS进行了数值仿真分析，研究了车速为100km/h三车道三辆车交通荷载作用下高路堤的沉降规律，分析了土石混填高路堤在其影响下的沉降与循环次数关系，为施工控制沉降措施提供了依据。     

桩承式路堤考虑筋材作用桩土应力比分析

针对Hewlett土拱理论设计桩承式加筋路堤桩土应力比时没有考虑筋材作用的缺陷,在Hewlett土拱理论的基础上考虑筋材的作用,建立路堤土拱、筋材与路堤土体相互作用的力学模型,推导出考虑筋材作用下桩承式路堤桩土应力比的计算公式,并通过广梧高速公路一试验段工程实测数据的对比分析,验证了改进算法的合理性和可靠性。     

高填方拓宽路堤与挡墙的现场试验研究

新老路堤结合处的不均匀沉降是引起拓宽路面产生纵向裂缝的主要原因,而挡墙对拓宽路堤的不均匀沉降具有重要影响,特别是针对高路堤的拓宽问题。通过对某高速公路高填方拓宽路堤和挡墙进行现场监测,针对实时数据进行分析,研究了新老路堤和挡墙的不均匀沉降问题及相互作用,进而对路面的施工时间进行调整,避免新老路面拼接处出现纵向裂缝,为行车安全提供保证。     

软基路堤拓宽工程的沉降控制措施分析——以渔港路工程为例

以软基路堤拓宽工程——渔港路工程为例，分析软基路堤拓宽工程的路基沉降规律，根据分析结论，对该工程的沉降控制提出了相应的工程技术措施。结合工程施工期间及施工后路基沉降观测结果，对路堤拓宽工程的控制因素进行了验证。结果表明，针对软基路堤拓宽工程，可分别对老路路堤沉降控制、拓宽路堤回填区沉降控制、拓宽路堤原始地基沉降控制3个方面进行针对性设计和施工，能够有效减少软基路堤拓宽引起的不均匀沉降。     

高填路堤沉降变形规律研究及压实技术课题成果简介

西部课题“高填方路堤沉降变形规律研究及压实技术”针对高填方路堤典型病害、高路堤沉降计算方法、高路堤工后沉降预估方法、以及典型填料压实技术等方面进行了较为系统深入研究,取得了较丰富的成果.本文对该课题主要研究工作和研究成果进行了介绍,供同行参考.     

高速铁路高路堤压缩变形特性分析及压实标准探讨

为探讨适应高速铁路沉降变形要求的路堤压实标准，采用专用有限元软件模拟了路堤的分层填筑，分析了自重作用下的路堤压缩变形特性，选择在建无砟轨道高速铁路典型高路堤工点，测试了路堤不同部位的局部压缩沉降及压实状态，并进行了数据分析。结果表明:路堤自重作用下的垂向应力及垂向应变基本呈线性分布；自重荷载作用下的屈服区域将最先出现在路堤中下部；试验工点压实标准按规范提高一级后，路堤工后压缩沉降仍有时间效应；填高6~12m无砟轨道路基基床以下路堤的压实标准，建议压实系数K取0.95，地基系数K     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

注浆技术在既有干线路堤下沉病害整治中的应用

介绍了注浆技术对既有铁路路堤下沉病害整治的机理、方案设计、施工工艺及施工质量监控等。采用注浆技术整治既有铁路路堤下沉病害,具有加固效果好、施工过程可控性强、对行车干扰小的优点,对类似病害整治工程有借鉴作用。