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。     

桩——网复合路基变形机理的数值分析

基于对桩——网复合路基变形机理理论分析,运用有限元数值模拟的方法,对一种新型软土地基处理的路基的沉降、侧向位移、差异沉降进行了数值分析研究。研究表明:(1)在垫层与填土间加入土工格栅后,能减少路基顶面及底面的沉降,但能够更明显地减少路基顶面及底面的差异沉降和坡脚侧向位移;(2)路堤底面的沉降量出现谷值点是由于桩体作用所致,峰值点是由于土拱效应所致;(3)较大的土工格栅拉伸模量对于减小路基顶面沉降的效果是不明显的,合适的土工格栅拉伸模量能够减小经济投入。     

桩-网复合路基变形机理的数值分析

基于桩-网复合地基桩-网-土体系作用机理的复杂性,理论研究落后于工程实践等现状,对桩-网复合路基变形机理理论进行了分析,运用有限元数值模拟的方法,对一种新型软土地基处理的路基的沉降、侧向位移、差异沉降进行了数值分析研究。结果表明:(1)在垫层与填土间加入土工格栅后,能减少路基顶面及底面的沉降,但能够更明显地减少路基顶面及底面的差异沉降和坡脚侧向位移;(2)桩间土强度的增加对于路基底面最大差异沉降的影响要比路基顶面要大,路基顶面最大差异沉降的增加大致与桩间距的增加呈正比关系;(3)路堤底面的沉降量出现谷值点是由于桩体作用所致,峰值点是由于土拱效应所致;(4)较大的土工格栅拉伸模量对于减小路基顶面沉降的效果是不明显的,合适的土工格栅拉伸模量能够减小经济投入。     

城市道路路基拓宽处治中土工格栅数值分析

公路改扩建城市道路工程中通常采用土工格栅处治路基拓宽搭接处新旧路基差异沉降。相关设计规范明确了新旧路基差异沉降的控制技术和控制标准,但对于土工格栅在路基拓宽处治段中最佳布设层数和竖向间距、位置等目前多为经验性的缺乏相应的设计方法和规范指导,存在经济上的浪费或效果不佳。以荆门南高速出入口综合整治工程拓宽搭接段为研究对象,建立路基拓宽有限元计算模型,通过有限元数值分析研究铺设不同方式土工格栅拓宽路基对路面竖向位移及路面横坡比的影响。根据计算结果确定了合理的格栅竖向间距与铺设方案,该研究结果可以为公路改城市道路路基拓宽处治提供方案参考。     

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。     

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。     

土工格栅处治填挖交界路基不均匀沉降技术研究

为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,建立了加入不同竖向间距土工格栅的路基有限元计算模型,分析了格栅竖向间距对路面顶面的竖向位移的影响,当土工格栅间距在2 m以上时,处治效果很差;当格栅间距在1 m以内时,能够取得较好的处治效果。另外分析得出挖方段土工格栅的最小长度为2 m。在此基础上,结合宛坪高速公路工程实际,提出了台阶开挖、土工格栅铺设方案和冲击压实等处治填挖交界路基不均匀沉降的施工处治方法。     

软土路基土工隔栅加筋作用机理研究

通过运用ANSYS有限元分析软件对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响。从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性。     

土工格室处治山区高填方加宽路堤试验研究

结合高速公路拓宽工程,采用弹塑性三维数值方法,借助三维薄膜单元模拟土工格室,分析山区高填方加宽路堤的位移与沉降规律,提出优化的格室处治方案,同时进行了现场试验,分析格室处治后路堤深层侧向位移与沉降规律。结果表明:数值模拟与现场试验结果规律相符,高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下竖向位移主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部逐渐减少。受上部路堤土俯冲荷载作用,加宽路堤底部侧向位移相对附近土体较大。格室可有效减少高填方加宽路堤的侧向变形及扩散荷载传递。     

土工格栅轴向刚度对复合地基的影响分析

为了探讨土工格栅轴向刚度对复合地基的影响,通过有限元数值软件建立了复合路基分析计算模型并验证了其合理性,分析了不同土工格栅刚度情况下潜在滑移面、路堤稳定性、土工格栅筋材拉力、水平和竖向位移的变化规律,结果表明:改变土工格栅刚度,潜在滑移面的位置和形状无明显改变,稳定安全系数和路基沉降基本不变;筋材刚度越大,格栅拉力峰值越大,土工格栅刚度的增加对于地基加固效果有明显的作用;增大筋材刚度可以减小路堤坡脚水平位移,尤其是浅层软土的水平位移,但作用并不十分显著。     

基于土工格栅加筋优化技术的高速公路路基加宽技术研究

针对旧路基加宽易导致路基发生差异性沉降而形成裂缝的问题,采用土工格栅加筋来提高路基的稳定性。通过建立加宽路基的有限元模型,获得不同土工格栅加筋对加宽路基的性能提升。结果表明:未加铺土工格栅时,原路基地表沉降曲线呈勺形,最大沉降出现在路肩处;地表水平位移曲线呈S型,以路基中心13 m为界,左侧水平位移指向内侧,最大位移为18 mm,右侧水平位移指向外侧,最大位移28.10 mm。对比不同加铺土工格栅方案对加宽路基性能的优化可以看出,铺设土工格栅来减少路基沉降效果和降低地基中应力获得的效果并不明显,但能够较好地减少路基的水平位移量。从经济角度考虑,采用第1/4/5组合,即下部铺设两层,顶部一层加铺土工格栅具有较好的效果。     

山区陡坡高填路基变形及稳定性研究

依托十堰某高等级公路高填方路基工程,采用数值模拟结合现场监测对三种施工方案的陡坡路基变形及稳定性进行研究。结果表明:陡坡高填路基沉降曲线呈“勺型”,路基各点沉降差异较大,采用开挖台阶和路基内部加铺土工格栅的措施对路基沉降量和沉降规律影响微弱;陡坡路基边坡水平位移先增加后减小,水平位移最大值出现在第二级边坡处,开挖台阶对路基边坡水平位移影响较小,采用路基内部加铺土工格栅的措施不仅有效减少路基边坡水平位移,还可增加路基整体稳定性。     

基于ABAQUS的土工格栅和水泥搅拌桩复合地基加固研究

在城市道路建设过程中通常会遇到各种不同的地质情况，软土地基是常见的地质问题之一，城市道路的路基是路面的基础应满足强度、变形和稳定性的要求；由于软土具有天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低等特点，当采用软土作为路基基础时，应采取各类地基加固处理措施来对软土地基进行处理使得城市道路满足设计的要求。以长沙经开区党校路（东六路—福祥路）为案例，针对采用土工格栅和水泥搅拌桩加固软土形成复合地基的工况，运用ABAQUS建立了相应的数值模型模拟未施加加固措施和施加土工格栅结合水泥搅拌桩复合加固措施的情况，并以竖向沉降、水平位移、竖向应力三个指标进行了复合地基加固性能的规律对比分析，研究结论对城市道路软土地基处理起到很好的指导作用。     

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。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

软土地基江堤加宽施工对既有大堤的影响

以某主干路改扩建工程为依托,采用数值模拟方法,探究不同水位条件下水泥土搅拌桩施工及路基填筑对既有大堤变形的影响。结果表明:大堤在扩建工程中存在不均匀沉降,在枯水期施工时,大堤呈现向背水侧变形的趋势;当水位升高至设计洪水位17.0 m时,堤身呈现向迎水侧产生微小变形的趋势,水位升高对大堤垂直方向上的变形影响程度较小,而对水平位移影响较大,但水平变形较小;水泥土搅拌桩法对软土地基的加固效果较为显著,且施工过程对大堤扰动较小,有效限制了大堤的水平位移,保证大堤在水位变化下地基处理与路基填筑施工过程中的稳定性。     

钻孔灌注桩悬臂挡墙与泡沫轻质土拓宽路基技术

依托某高速铁路车站路基拓宽项目,研究悬臂式挡墙与泡沫轻质土填料拓宽路基结构变形特征和受力机理,对比新型路基拓宽结构与传统路基拓宽结构的优缺点。运用FLAC3D有限差分软件进行模拟,验证了模型的准确性。研究结果表明:悬臂式挡墙与泡沫轻质土结构拓宽路基后,既有路基与拓宽路基顶面沉降均较小,挡墙墙顶处水平位移最大,墙体发生绕墙底转动;路基结构具有更好的稳定性与承载性能,可广泛推广应用于路基拓宽工程中。     

加筋软土路基动力特性的影响因素研究

基于土工格栅与软土地基的作用机理,建立了加筋软土接触面变形特性的模拟计算模型;借助有限元数值仿真计算方法分析研究了荷载形式、加筋层数、筋材位置、移动荷载等诸多因素对加筋软土路基力学性能、变形特性的影响。数值模拟计算结果表明:荷载作用形式对加筋软土路基表面位移的影响并不显著;然而即使在移动荷载作用下加筋层数、筋材位置依然能够显著改善软土路基的动力及变形特性。