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。     

不同影响因素下高填方路基沉降变形分析

沉降变形的预测和分析是保证高填方路基稳定性的控制要素,文章以不同影响因素下的高填方路堤为例进行了研究分析,开展了不同工况(填方高度、陆地坡度和压实度)下路堤的沉降时事性有限元数值仿真。数值结果表明:对于填方高度来说,地基沉降占比最大,虽然填筑高度变高,路堤的沉降加大,但是增加的幅度以及趋势都是趋于平缓;由分层填筑的有限元分析结果来看,想要控制沉降,就要做好地基处理;对于不同的路堤坡度,最大的坡度与最小的坡度沉降相差不大;对于不同的压实度来说,压缩模量增加,沉降降低。本研究为高填方路基的设计和施工提供了参考。     

行车荷载和填筑高度对粉性土路堤变形的影响

不同行车荷载、不同填筑高度下的变形应力有限元分析表明:超限车辆引起粉性土路堤的过大变形是导致半刚性沥青路面结构疲劳开裂的重要因素;路堤填筑高度>8m,随路堤高度增加,路堤内的应力、应变急剧增大,路基的变形远超过路基的容许弯沉。提高压实标准,路堤内应力几乎没变化,但对减少竖向变形的作用随填筑高度增加而逐渐增大。葡氏重型不同压实度标准的压缩、回弹模量表明,提高粉土路基的压实度,特别是90%、93%区的压实度能有效地降低路基的孔隙比及变形,改善路面结构的疲劳拉应力状况。     

高液限红粘土高填方路堤稳定性及变形特性研究

雅杜高速项目沿线地形起伏较大,高填方路堤占比较大,受到路基填料和建设资金限制,高填方路堤采用红土砾料和未经处治的高液限红黏土直接填筑。采用FLAC3D基于强度折减法原理对雅杜高速典型高填方路堤建立数值分析模型,进行路堤稳定性及变形研究,验证高液限红黏土填筑厚度以及压实度标准降低对高填方路堤的稳定性和变形产生的影响。结果表明,高填方路堤拉应力区、塑性区和潜在滑动面主要分布在高液限红黏土填筑区域,影响路堤的稳定性,提高压实度可以增强高液限红黏土颗粒之间的摩擦、咬合和分子引力,从而提高土体的密实度和强度,提高高填方路堤稳定性。高填方路堤初期沉降变形主要来源于高液限红黏土填筑区域,红土砾料初期沉降变形相对较小,适当加大红土砾料填筑厚度可以有减小高填方路堤沉降变形。     

黄泛区公路路基压实标准的研究

应用快速拉格朗日有限差分法,分析了黄泛区粉性土在不同的压实度条件下的沉降规律,提出了合理的粉土路基的压实标准。结果表明,粉性土路堤随着高度的增加,沉降变形呈抛物线增加。通过提出的回归公式,就可估算出变形达到稳定时的沉降量。不同的路堤高度,应提出不同的压实标准。当粉土路基采用方案三的压实度标准时路基土已达到密实状态,继续增大压实度对减少沉降没有显著影响。     

基于FLAC3D的煤矸石路堤沉降与应力分析与现场测试对比研究

以湖南某高速公路煤矸石作填筑材料的施工路段 DK127＋720典型断面为工程背景,分析和模拟了三种不同压实度及3种不同填筑高度的煤矸石路堤的 FLAC3D计算模型。计算了在不同压实度和填筑高度下路堤模型的竖向沉降、水平位移以及最大应力值,并对其变化规律进行了研究。根据不同的压实度和不同的填筑高度路堤模型的位移、应力值,分析得出了影响路堤模型的竖向沉降、水平位移以及最大应力变化的关键因素。以现场观测值为依据,对比了数值计算结果与实测结果,得出了两个结果之间的关系。     

山区高填方土石混填路堤压实质量控制研究

结合重庆万州机场高填方的填筑和压实，探讨和研究山区高填方土和石混填路堤压实质量控制技术，首先采用现场压实度，碾压遍烽，松铺厚度为压实质量控制指标，针对不同土石比例土石混填料，应用300kN和510kN两种振动压路机填筑路堤进行现场实验研究，在此基础上提出了碾压沉降量指标，并通过现场试验研究碾压沉降量和压实主，碾压遍数的相关关系，最后提出除采用现场干密度指标外，碾压沉降量，碾压遍数和松铺厚度是控制土石混填路堤压实质量的有效指标。     

红层软岩高填方路堤工后沉降数值模拟

依托云南楚姚高速公路红层软岩高填方路堤工程,建立典型边坡断面模型,对路堤工后长期沉降进行数值模拟。结果表明：路面最大沉降和最大不均匀沉降随压实度的增大呈现出减小的趋势,随着含水率的增加呈现出“先减小后增大”的趋势。因此,适当增大填料的压实度,使用非饱和（最优含水率）状态的填料,可以较好地控制高填方路堤的长期沉降,达到规范要求的质量控制标准。同时,进行高填方区域堆载预压,完成路基早期工后沉降,可减少通车后的长期沉降。堆载高度的选择应综合考虑成本和效益,根据填方高度和现场条件,选择合适的堆载高度。     

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。     

压实度对中高路堤沉降影响的数值分析

应用快速拉格朗日有限差分法(Fast Lagrangian Analysis of Continua),分析不同压实度对黏性土与粉性土中高路堤的沉降变形的影响,从而确定合理的压实标准.针对拟定的4种路基压实标准进行数值分析,计算不同高度的路基的沉降变形,并提出路基沉降的拟合曲线公式.结果表明,对两种土质的路堤而言,在不同路基压实标准的条件下,路堤高度对路基变形的影响呈抛物线形关系,通过提出的回归公式,就可估出变形达到稳定时路堤的沉降量.不同的路堤填高应提出不同的路基压实标准,而且黏性土与粉性土应给出不同的压实标准.     

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。     

土工离心模型试验研究土石混合填料的沉降变形特性

以龙井沟高填方路堤作为原型,采用土工离心模型试验研究了土石混合填料在不同土石比、不同填筑高度和不同填筑工艺时填筑路基体内的沉降变形规律。研究结果表明:土石混合填料填筑体内的沉降变形随着填筑高度的递增,其沉降变形逐渐增大,分层沉降规律显著;土石比100∶0的土石混合填料填筑体最大沉降值出现在2/3填筑高度以上范围内。土石比30∶70的土石混合填料填筑体的沉降规律与土石比70∶30的一致,填筑体最大沉降值出现在1/3填筑高度以上范围内;填筑体沉降变形随着混合填料中石料含量的增加而减小;为满足土工离心模型试验的要求,土石混合填料的土石比应控制在70∶30～30∶70之间。填筑高度20m以下的土石混合填料建议不采用强夯工艺,以降低造价。土石混合填料填筑采用分层强夯工艺的沉降变形是分层碾压工艺的1/2,效果明显。     

泡沫轻质土路堤底部基底压力分布特征及影响分析

泡沫轻质土是近几年广泛应用于高速公路路堤填筑等方面的一种新型轻质材料。考虑到泡沫轻质土路堤填料与传统路堤填料之间较大的差异性,结合广佛江一期试验段现场监测资料,采用数值分析方法对不同弹性模量下泡沫轻质土路堤底部基底压力分布特征进行了研究。结果表明:随着泡沫轻质土路基浇筑高度及弹性模量的增加,基底压应力分布不均匀性逐渐增加,所受拉应力及弯矩也逐渐增大;地基底面最大沉降及差异沉降量随着路基弹性模量增大逐渐减小,趋向于整体下沉。     

海砂回填路基沉降变形分析

为了深入了解海砂回填路基的沉降变形规律,更好地利用海砂修筑路基,结合海砂工程特性,构建有限元模型,分析了软土地基条件下填筑速率、压实度、换填厚度及地下水位对海砂回填路基沉降变形的影响规律。研究结果表明:填筑速率对路基和土基均有影响,填筑速率越大,路基总沉降、工后沉降、差异沉降及土基沉降也越大;路基沉降与压实度大致呈线性关系,路基沉降量和差异沉降均随压实度的提高而减小,这说明增大压实度能够改善路基自身变形,提高路基承载力,减小不均匀沉降。与粉质黏土路基相比,海砂用作路基材料能够减小地下水的不利影响,减小沉降量,增强路基承载能力。     

土石混填路基沉降变形特征的二维力学模型试验研究

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,路基经常出现不均匀沉降变形,导致路基开裂或失稳,降低了公路的服务水平。为了揭示土石混填路基的沉降变形特性,为设计和施工控制提供依据,采用二维力学框架,进行了不同工况和不同压实度土石混填路基的二维力学模型试验,再现了土石混填路基的沉降变形性状。试验结果表明,填筑高度和压实度是影响路基沉降量的主要因素;路基的施工期沉降远大于工后沉降,但施工期沉降的发展速度较快,工后沉降发展速度缓慢。随路基填筑高度的增加,施工期沉降呈抛物线增长,工后沉降趋于线性增长;压实度不足时,路基的工后沉降量可能成倍增加。     

粉煤灰路基强度特性影响因素分析与研究

山区高等级公路路堤填筑需要大量土石,如果利用粉煤灰填筑,可实现减轻路堤自重、大量消耗工业固体废弃物的目的.为保证粉煤灰路堤具有规定的强度,有必要分析粉煤灰路堤的强度影响因素,为粉煤灰高填方路堤设计、施工提供技术指导.该文采用相关室内、外试验分析了压实度、含水率对粉煤灰及其粉煤灰路堤各强度指标的影响.研究结果表明,压实度和含水率对路基强度影响显著.为保证路基强度,必须在施工过程中提高压实度,并保证粉煤灰路堤具有良好的排水措施和效果.     

黄土地区超高填方加筋路堤沉降及变形研究

依托岢临高速公路,选取一填土高度为39.2m的超高填方路堤试验段,建立了FLAC3D数值分析模型,分析填筑过程中黄土地区超高填方加筋路堤作用机理.采用分级加载的方式模拟路堤的填筑过程,对路堤边坡坡脚、坡顶及变坡点等位置的沉降、水平位移和格栅轴力的变化规律进行监测分析.结果表明:路堤沉降随着填土高度增加而逐渐增加,且路堤中部沉降相对较大;路堤水平位移随填土高度增大而逐渐减小,且其方向逐渐由正向变为负向,路堤坡脚附近水平位移相对较大;路基横断面方向上的土工格栅轴力在一定长度范围内为零,此后呈先增大后减小的抛物线形变化,且格栅上覆填土高度越大,格栅轴力越大.     

深厚全风化花岗岩铁路地基沉降离心模型试验研究

沉降控制是高速铁路路基工程的关键技术之一。针对海南东环客运专线深厚全风化花岗岩地基土的工程特性,对无处理、强夯、水泥土搅拌桩加固等3种地基处理方案,通过4组离心模型试验,研究了路堤作用下地基的沉降变形规律,得出了地基沉降与时间的关系。试验结果表明:Weibull模型能很好地描述路堤沉降与时间的关系;路基的工后沉降均满足要求,强夯是较理想的地基处理措施:路堤与地基接触面压力值与常用计算值有明显不同,随着填筑高度的增大计算值和测试值偏差越大。     

高填方路堤工后沉降监测试验研究

为探讨高填方路堤在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某高填方路堤进行了工后沉降现场监测,分别在行车道和路肩位置布置单点沉降计,监测了工后沉降变化情况,分析了高填方路堤沉降随时间和空间的变化规律。以填方路基工后沉降原位监测结果为基础,探讨了高填方路基工后沉降预测回归模型。研究结果表明:路肩位置沉降大于行车道位置沉降;路基沉降随时间增加而增大,高填方路堤填筑结束1 a后沉降趋于稳定;汽车荷载作用下路堤沉降不会出现较大的增长趋势;对数模型能较真实地反映高填方路基的工后沉降规律。     

路基拓宽段差异沉降数值模拟

为研究高速公路路基拓宽段的差异沉降,利用FLAC3D软件研究了路基加筋、路堤高度、加筋层数、筋材弹性模量等因素对路基差异沉降的影响。结果表明,在新老路基拼接处设置土工格栅,可有效减小新老路基间的差异沉降;随着填筑高度的增加,路基的差异沉降明显增加;在路基拓宽工程中,铺设多层土工格栅可减少路基的差异沉降;随着土工格栅弹性模量的增加,也能有效地减少拓宽路基的差异沉降。