基于FLAC3D的高填方路堤施工期变形分析

鉴于高填方路堤对地基承载力要求高且在填筑过程中易发生大规模沉降,采用FLAC3D对高路堤施工期的路基中心处竖向沉降和路基坡脚处水平侧向位移进行模拟,分析了影响高路堤施工期变形的主要因素。结果表明,路堤中心处沉降量、坡脚侧向位移都随路堤土高度和重度的增加而增大;但随着路堤土弹性模量的增大,路堤中心处沉降量逐渐减小,而坡脚侧向位移逐渐增大,且二者随模量变化的趋势并不显著。     

土工格栅加固浅层软土地基的有限元分析

为了评价土工格栅加固浅层软土地基的效果,对公路软土地基稳定性进行现场监测,通过试验确定土和格栅的计算参数;运用有限元理论,研究浅层软土地基在分级加载情况下的稳定性,并分析格栅加筋效果的影响因素.结果表明:理论计算的侧向位移值和竖向位移值与现场观测结果基本吻合;铺设格栅能有效地控制软土地基的侧向位移,而对减少路堤的竖向位移效果不明显;随着路堤填土的增加,土工格栅的拉力逐渐增加,并且格栅拉力的峰值有逐渐向路基中线方向移动的趋势;加筋模量增大,格栅对坡脚下各点侧向位移的约束作用增强,对路堤底部沉降的变化没有影响;铺设多层格栅比铺设1层处理效果好,但不显著;如果只铺设1层土工格栅,那么在软土地基表面铺设对侧向位移约束的效果最好.     

绢云母片岩土石混合料高填方路堤变形特征和规律研究

高填方路堤结构具有沉降量大、沉降不均匀等特点,极易产生路堤病害。为解决此类问题,文中以十巫北高速公路工程为依托,对绢云母片岩土石混合料高填方路堤在不同工况下填筑过程中的变形特征及其规律进行研究。结果表明,在填筑过程中,路堤最大沉降随填筑层厚的增加而增大,而层厚对侧向位移没有明显影响;高填路堤填筑高度与沉降和侧向位移呈正相关,坡脚附近出现了隆起,且隆起值也与填筑高度呈正相关;路堤的沉降和侧向位移随弹性模量的提高逐渐减小,在弹性模量大于15 MPa后,对路堤沉降和侧向位移影响明显变小;路堤的最大沉降量、侧向位移随着路基坡度的减缓而增大;路堤中心沉降和侧向位移随着压实度的增大而减少;现场观测数据验证了模拟的准确性,说明路堤沉降的规律为沉降在前期发展较快,后期逐渐减缓趋于稳定。     

软土路基加宽的有限元分析

通过有限元分析了加宽荷载作用下软土地基的变形特性.结果表明:在新路堤作用下,地基产生附加沉降,采用CFG桩处理地基,能有效减小路基的附加沉降量以及新老路堤下路基的差异沉降;老路堤下的附加侧向位移矢量方向指向路堤内部,而新路堤下的侧向位移矢量方向指向路堤外侧;随着加宽宽度的增大,差异沉降在增大,附加沉降量的绝对值也在增大;老路堤坡面下地基处理范围增大,能有效地减小附加沉降值与差异沉降值.     

土工格栅加筋陡坡路堤的有限元分析

采用Plaxis程序建立了土工格栅加筋陡坡路堤的有限元分析模型,利用该模型对陡坡路堤边坡坡比、路堤高度、筋带间距及筋带参数等因素对陡坡路堤稳定性的影响机理进行了研究,并对加筋陡坡路堤的极限承载力进行了数值分析。分析结果表明,土工格栅加筋陡坡路堤不但能降低路堤的总竖向沉降量,减小路堤的侧向位移,确保陡坡路堤稳定性,还能显著提高路堤的承载力。     

两侧水位变化时路堤渗流特征及稳定性分析

以两侧有水的浸水路堤为研究对象,采用岩土计算软件Geo-studio分别分析了不同填土材料、单侧和双侧水位降低、不同水位降低速率、不同路堤高度和不同渗透系数等影响因素下的浸水路堤内渗流特征以及路堤稳定性,并研究了不同水位变化下路堤侧向位移和最大位移的影响规律。为定量化评价各因素对路堤稳定性的影响,模拟实际填土材料对研究的不同填土材料的物理力学参数进行赋值,采用正交试验设计方法分析得到路堤高度、水位降幅、水位降速和渗透系数对路堤稳定性影响的贡献率,结果表明:在单侧水位变化下黏性土浸水路堤稳定性影响因素中,路堤高度变化对路堤稳定性的影响最大,贡献率为69.97%。渗透系数对路堤稳定性影响最小,贡献率仅为0.96%。影响路堤稳定性大小因素的重要程度由大到小排序依次为路堤高度水位降幅水位降速渗透系数。     

软基路堤加筋垫层与竖向加固桩作用模式数值分析

软土地基的承载力和稳定性一直是国内外重点关注的问题,但多停留在试验与理论研究和施工方法,对软土地基加固作用模式的研究较少。为研究加筋垫层与竖向加固桩作用模式,文中采用有限元软件对加筋垫层与竖向加固桩复合增强软基路堤进行数值分析。结果表明,加筋垫层与竖向加固桩复合增强软基路堤具有较高的刚度和抗剪切破坏能力,能提高软土路堤的极限承载力和限制土体侧向变形的能力,特别是对软土地基的水平位移有明显约束作用;加筋垫层与竖向加固桩可降低软基路堤沉降,提高软基路堤的稳定性。     

高路堤陡边坡加筋的有限元分析

运用非线性有限元程序对比分析了某高路堤加筋和未加筋两种情况下的位移及应力水平，结果表明加筋能够较大幅度地减小堤身侧向位移及竖向沉降，有效地抑制塑性区的开展。说明高路堤采用土工加筋技术是经济可行的。     

浸水高填方路基变形与稳定控制技术研究

本文从实际工程案例,对浸水路段的高填方路基进行分析研究,进而开展实验,研究对浸水高填方路堤的变形与稳定的影响因素,通过该模型实验,本文得出对于浸水高填方路堤的影响因素主要有:浸水路基的水位高低,路基的高度与路基的填料性质,并确认了加筋可以增加路堤的稳定性。     

软基上埋式箱涵土压力的离心模型试验研究

为考察软基上埋式箱涵受力特性,通过离心模型试验,研究了其竖向和侧向土压力、土压力系数随填土高度变化的规律及周围填土位移场的变化情况.试验结果表明,使用桩基的箱涵与两侧路堤产生了显著的差异沉降,并在涵洞处形成了驼峰;内外土柱差异沉降在路堤中形成了拱脚位于涵顶两侧的上凸压力拱,并使拱脚处竖向土压力集中,且竖向土压力系数随路堤填筑呈开口向下的抛物线分布,在某一涵顶路堤高度下达最大值;同时,随涵顶路堤填筑,涵洞侧向土压力和侧向土压力系数增加,由于涵侧路堤以沉降为主的位移模式与挡土墙后填土不同,涵洞侧向土压力小于现行规范值.软基上路堤、涵洞和地基的协同作用分析表明,传统的强涵基、弱地基的设计理念将使涵顶竖向土压力集中,并导致结构失效.为降低涵洞结构破坏风险,建议采用轻质填料填筑涵顶、涵洞反开挖施工和结构设计考虑涵顶竖向土压力集中等措施.     

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。     

路堤下带帽控沉疏桩复合地基固结性状数值模拟

采用比奥固结平面有限元方法,分析研究了新建高速公路路堤填土过程中带帽控沉疏桩复合地基地表面沉降、竖向位移和侧向位移的变形特征,同时分析了超孔隙水压力产生与消散的变化规律.在复合地基加固区内存在等沉面现象,带帽控沉疏桩复合地基可以增强软土地基的稳定性.研究成果能为其理论研究、工程施工和设计提供有益的指导.     

考虑侧向位移的路堤沉降分析

为弥补公路路堤沉降预测中各现有模型存在的不足,并有效控制高路堤在建设期的稳定性,提出了基于等体积法的路堤侧向位移沉降模型,并推导出了计算公式.采用该公式对高速公路试验段长达1 a的沉降和侧向位移观测数据进行分析计算.结果表明,由侧向位移产生的沉降量约占总沉降量的20%;侧向位移产生的沉降也并非瞬时能完成,也能延续相当长...     

膨胀土侧向膨胀力试验研究与应用

侧向膨胀力是膨胀土支挡结构设计计算中的关键参数。为揭示并表征膨胀变形影响下侧向膨胀力的变化规律，研制二维膨胀仪，提出侧向膨胀力试验方法，以广西百色压实膨胀土为对象，分别研究竖向膨胀和侧向膨胀影响下侧向膨胀力的变化规律，并建立相应的关系表达式。试验结果表明：恒体积浸水条件下，侧向膨胀力与竖向膨胀力之比为0.42；完全侧限条件下，侧向膨胀力会因竖向膨胀的增大而减小；竖向应力通过影响竖向膨胀变形从而间接影响侧向膨胀力；竖向膨胀相关的侧向膨胀力折减系数D_f随竖向应力比（竖向应力与竖向膨胀力之比）的变化可用幂函数表征。保持竖向膨胀不变条件下，侧向膨胀力会随侧向应变（侧向膨胀率）的增大而减小；侧向膨胀力越大，最终侧向应变越大；侧向膨胀相关的侧向膨胀力折减系数R随侧向应变比（侧向应变与最终侧向应变之比）的变化亦可用幂函数表征。以浸水条件下大型膨胀土挡墙为例，应用该试验成果分别计算挡墙静止和被推移时的侧向膨胀力沿深度的分布，实测结果验证了计算结果的合理性。提出的侧向膨胀力试验方法和表征公式简单实用，可提高膨胀土支挡结构设计计算中关键参数取值的准确性。     

土质斜坡路基上填方路堤稳定性分析研究

运用数值计算的方法,获得了当斜坡地基坡度变缓时,路基中最大水平位移、竖向位移、剪应力出现的相对位置基本保持不变,其左侧路肩的水平位移、右侧路肩、坡脚处的竖向位移及路堤右侧坡脚与坡面接触处最大剪应力都将减小。路堤高度H增加时,左侧路肩的水平位移、右侧路肩和坡脚处的竖向位移都将增加。路堤宽度D增加时,左侧路肩的水平位移、右侧路肩和坡脚处的竖向位移都将增加,且变化曲线接近直线。路堤坡度1：变化时,路堤内各点的位移和路堤最大剪应力也随之变化,但变化的幅度非常小。     

路堤软土地基变形性状模型试验研究

通过室内模型试验对路堤下软土地基的变形特性进行研究 ,探讨了软土层的厚度、荷载大小和加荷速率以及软土层的倾斜等因素对软土地基的侧向变形和竖向变形的影响。试验结果的分析得出了一些有工程实践意义的结论 ,例如 ,试验表明荷载作用下均质软土地基的最大侧向位移一般发生在软土厚度的 0 .2～ 0 .3倍深度处 ,因而施工中以地表观测桩观测的侧向位移来控制施工过程的稳定性的做法值得商榷 ;软土地基发生早期破坏时 ,仍然能承受较大的外加荷载 ,对周围土体的强度提高有利 ,为在软土地基上进行“促动法”施工提供了依据     

车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征分析

为了研究车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征,运用FLAC3D模拟实际工况,在不连续半正弦波荷载作用下,考虑单轮组加载,分析路堤的动力响应以及不同工况下的变形特征。结果表明:炭质泥岩路堤在单次或重复车辆荷载作用下,均表现出明显的弹塑性变形特点;路堤横向位移在加载区域两侧向两边发展,在坡脚处达到最大值,路堤竖向位移在加载区域附近变形较大,且路堤变形以竖向位移为主,主要工作区范围为路床顶面以下3~6m;车速越大,路堤变形越小;车载越大,荷载影响深度越深,路堤变形越显著;比较满车道布载方式和单车道居中布载方式,前一工况时路堤的竖向变形和工作区范围更为显著。     

含水量及冻融循环对黄土隧道围岩变形规律影响研究

季节性冻土地区黄土隧道稳定性受较多因素影响,为了研究含水量变化和冻融循环次数对黄土隧道围岩变形规律的影响,以山西阳曲1号隧道为研究对象,对不同含水量黄土隧道进行多次冻融循环后的围岩变形规律进行研究。结果表明,含水量不变时,位移拱底最大,水平次之,拱顶最小;含水量增加时,水平、竖向位移迅速增加。冻融循环次数增加时,围岩水平位移、竖向位移都增加,产生较大变形,含水量越大,这种影响也越大。围岩在相同冻融循环情况下,拱底竖向位移最大,其次为拱顶竖向位移,拱腰处水平位移最小。随着围岩经历冻融循环次数的增加,水平位移、竖向位移都增加,产生较大变形,对围岩整体稳定性产生较大影响。随着冻融循环次数的增加,拱顶竖向位移、拱底竖向位移增长速率大于边墙水平位移,在拱顶拱底产生较大变形。     

跨越断层路堤减隔震措施研究

为研究跨断层路堤的减隔震措施，基于Abaqus软件建立三维路堤数值模拟，研究断层错动过程中路堤在加和不加筏板基础两种工况的动力响应，并进一步讨论在加筏板基础情况下，筏板位置对路基减隔震效果的影响。研究结果表明:第一，合理放置筏板基础可阻断断层从上覆土层向路堤顶面的传递，使断层在路堤中的传播倾角变小，破裂带分散，起到耗散能量的作用，最后达到减小路面竖向位移的目的，起到减隔震的作用；第二，路堤高度的增加可以减小断层错动对路面变形的影响，使断层带上的路面变形曲率减小，增加路面的平稳性。     

基于沉降变形特性的路堤离心模型试验研究

为深入分析路堤沉降变形特性,进行了不同边坡坡率的路堤土工离心模型试验,分析了形变沉降和压密沉降以及水平位移随路堤边坡坡率变化的规律。结果表明：路堤顶面的最大形变沉降出现在路肩位置;边坡坡率越大,路堤顶面形变沉降的差异沉降值越大;边坡的最大水平位移出现在边坡中部,边坡坡率在1：1．2～1：1．5时,对路堤竖向沉降和水平变形的影响最敏感。