轻型强夯机作用下的桥涵稳定性分析

为了检验在使用轻型强夯机夯实台背和涵背路基时的桥台和涵洞稳定性,采用ABAQUS有限元软件建立了桥台、三层桥台路基、涵洞和三层涵背路基的三维有限元模型,分别模拟轻型强夯机在桥台路基和涵背路基不同填土层沿纵向和横向夯击。结果表明:对于桥台来说,在不同填土层的同一距离处夯击时,桥台所受应力和位移随着填土层的增加而增加;对同一填土层沿纵向夯击时,桥台最大应力和位移均随着夯锤与桥台距离的增大而减小,沿横向夯击时随着夯锤到填土面中央距离的减小而减小;涵洞最大应力的变化规律与桥台基本相同。最后发现轻型强夯机作用下的桥台和涵洞稳定性满足要求。     

液压夯实机补强台背路基影响因素分析

为研究液压夯实机补强台背路基过程中对桥台的动力影响,依托某高速公路桥隧过渡段台背路基填筑工程,采用有限元软件ABAQUS建立了"夯锤-路基-桥台"相互作用模型,模型的准确性采用足尺夯击试验进行验证,仿真过程中以桥台最大动位移和最大动应变值作为评价指标,分析了夯锤落距、夯点与桥台距离、路基初始压实度、桥台混凝土强度等级和桥台顶部支撑条件等因素对桥台变形的影响。结果表明:夯击产生的土压力实测数值与仿真数值的误差均在10%以内,并且桥台动位移和动应变沿桥台高度方向的变化趋势符合常规,仿真模型可靠;桥台在夯击作用下的最大动位移及最大动应变随夯锤落距的增加呈线性增大,随夯点与桥台间距离的减小呈指数型增大;路基初始压实度由75%增加至95%过程中,桥台最大动位移和最大动应变基本一致,路基初始压实度对桥台变形影响较小;桥台混凝土强度等级的提高对减小桥台变形有显著影响;桥台顶部无伸缩缝时的最大动位移和最大动应变相比于有伸缩缝时分别减小了75%和24%,补强过程中可采用临时阻塞桥梁伸缩缝的方法改变桥台的受力形式。     

不同球缺系数夯锤加固地基的有限元数值分析

为探索不同球缺系数夯锤(球缺系数β为夯锤底部球缺高h与夯锤半径R之比)对地基强夯击实效果和振动效应的影响,利用ANSYS/LS-DYNA建立强夯大变形冲击模型,得到了在不同球缺系数夯锤的作用下土体位移随深度变化的曲线,以及离夯点不同距离处地表土体振动速度和加速度峰值曲线,分析了不同球缺系数夯锤对夯击方式的敏感性。结果表明:当夯锤球缺系数β0.5时,随着β增大,夯锤贯入率增高,夯坑深度加深,对地基浅层范围内土体的加固程度越显著,但有效加固深度却越浅,当β0.5时,加固效果基本相同;强夯引起的振动效应和对不同夯击方式的敏感性随着夯锤球缺系数β的增大而减弱。模拟结果揭示了不同球缺系数的夯锤在加固地基时的特点。     

基于累计夯沉量确定高路堤压实度的方法研究

考虑夯锤半径、夯点间距及强夯有效加固深度等因素的影响,建立了单点强夯时累计夯沉量与压实度之间的关系,通过计算每次夯击后的压实度变化,可作为确定单点夯击的最佳夯击次数的依据;对普夯区通过选取加固单元体,以加固单元体为研究对象,通过强夯的累计夯沉量推导出普夯区强夯后路堤整体压实度,进而评价路堤强夯后的整体加固效果。通过与实测数据对比,证明了该方法的有效性和实用性。同时对强夯的有效加固深度、径向影响范围对压实度计算结果的影响进行了分析。     

鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯有效加固深度研究

为研究在鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯的有效加固深度,依托济南绕城高速公路二环线东环段路基施工开展了现场强夯试验,得出了湿陷性黄土地基的夯沉量、沿深度方向的超孔隙水压力、孔压增量时间的变化规律.结果 表明:单次强夯沉降量随夯击次数增长而减小,最终第8击减小到零;孔压在夯击结束后开始消散,消散速率随时间增加而递减直至最小,不同埋置深度的孔压变化规律基本相同,这为确定实际的第1遍点夯与第2遍点夯的时间间隔提供了重要依据;在相应的夯击能级下有相对应的有效加固深度,该次夯击的有效加固深度为3 m.     

鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯有效加固深度研究

为研究在鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯的有效加固深度,依托济南绕城高速公路二环线东环段路基施工开展了现场强夯试验,得出了湿陷性黄土地基的夯沉量、沿深度方向的超孔隙水压力、孔压增量时间的变化规律.结果 表明:单次强夯沉降量随夯击次数增长而减小,最终第8击减小到零;孔压在夯击结束后开始消散,消散速率随时间增加而递减直至最小,不同埋置深度的孔压变化规律基本相同,这为确定实际的第1遍点夯与第2遍点夯的时间间隔提供了重要依据;在相应的夯击能级下有相对应的有效加固深度,该次夯击的有效加固深度为3 m.     

基于层次分析法液压夯实作用下桥台稳定性影响因素综合评价

针对液压夯击作用下影响桥台稳定性主要影响因素,基于层次分析法,将目标层设置为"桥台稳定性评估指标体系",将准则层设置为"夯锤参数、路基压实度、桥台参数"三部分,共八类准则。通过构造判断矩阵及一致性检验,夯锤落距、锤重、底面尺寸、夯锤与桥台距离、路基压实度、桥台厚度、混凝土强度等级、桥台顶部支撑条件等因素对应的权重分别为5%、2%、11%、11%、10%、14%、4%、43%,即夯锤参数和桥台参数占主导作用,路基压实度的影响相对较小。     

基于压实度控制的旧路堤夯击能确定方法研究

采用强夯法处理高速公路改建中旧路堤压实度偏低的问题,满足压实度规范要求的夯击能的确定是路堤强夯的关键问题。以威乳高速公路改建工程为依托,用动态有限差分法对夯锤与路堤的相互作用过程进行了动态模拟,基于压实度控制标准,确定强夯影响深度与平均竖向残余应变的关系。采用量纲分析法和数值分析法确定夯击能与各土力学参数的关系,从而对威乳路试夯结果进行一般性推广,得到了不同高度路堤夯击能确定方法。     

强夯法处理石灰岩碎石路基试验研究

结合常吉高速公路路基强夯的工程实践,对石灰岩碎石路基进行了强夯试验研究,分析了强夯法处理石灰岩碎石路基的效果,提出了该段路基强夯设计参数。现场进行了夯沉量、压实度和弯沉测试,以及碎石土级配分析和素土含量试验。根据理论分析和试验结果,路基在1 200 kN.m夯击能作用下夯击3锤,夯沉量可达到30 cm以上,压实度可提高5%,达95%以上,达到规范和建成后的安全使用要求;路基填料的级配及素土含量情况直接影响路基的夯沉量,碎石级配越好,素土含量适当,路基的夯沉量就越小。     

不同夯锤落距对软黏土压实效果的影响分析

采用PFC颗粒离散元法对软黏土中的夯实过程进行数值模拟,并对不同夯锤落距的夯实效果进行了对比分析,得出了各夯锤落距对应的夯坑沉降值及变化规律:①夯锤落距最优值,第一遍夯实时为8 m;第二遍夯实时为13 m。②以单次夯沉量小于5 cm为夯击完成标准,该软黏土的最佳夯击次数第一遍为5击,第二遍为6击。③夯击后土体可分为挤密区、压实区、隆起区及未影响区,夯击能量扩散角α为30°。     

山区高填路堤强夯快速施工效果研究

依托十堰地区某山区一级公路项目,探索采用松铺层厚4.5 m+4000 kN·m强力夯实的快速施工方法,研究路堤强夯施工的有效加固深度影响范围、土体变形特征及加固效果。运用ABAQUS建立数值计算模型和现场反开挖的方法进行试验,发现数值模拟结果与现场实测数据吻合较好,能较好地反映夯击作用下土体的实际受力状态;土体在4000 kN·m夯击能作用下有效加固影响深度为7.4 m左右,锤间距（中心距）不宜大于5.0 m;而松铺4.5 m试验段部分压实度稍不理想,可在下一层施工时将上下两层夯点错开,以提高夯棱处的压实度。     

低能强夯法在台背填料加固中的应用研究

公路工程建设过程中，台背路段常出现填料不均匀、压实控制难、处治时间紧等问题，致使土体的实际压实质量难以保证。根据填方路基强夯测试结果，分析了强夯法的地基加固机理，提出了低能满夯法加固台背填料的关键指标，结合工程实际，论述了低能满夯法加固台背填料的具体设计方案和加固效果评价方法。现场测试情况表明，所采用设计指标较为合理。     

软基处理中填砂路段的汽车动荷载影响深度研究

通过整理测试汽车通过不同填砂厚度时应力变化情况,分析其变化规律,总结出汽车荷载对软基路段动荷载的影响深度。根据试验路段的实际情况拟合出车辆动应力与填砂厚度的经验公式,以此作为软基处理设计和施工中降低或消除汽车动荷载影响的理论依据。     

沙漠公路风积沙台背回填技术研究

针对沙漠高速公路涵洞台背回填困难问题，结合沙漠地区风积沙资源丰富的工程环境特点，开展风积沙台背回填关键技术研究。通过检测洒水压实法下压路机静压一遍+振压一遍和推土机静压一遍+铲运车收光一遍两种碾压工艺对风积沙台背压实度的影响，以及采用水沉法下不碾压或装载机静压一遍两种碾压工艺对风积沙台背压实度的影响，评价风积沙台背回填最优压实方法与碾压工艺；通过超载方式对台背部分进行预压，观测其沉降值，评价风积沙台背稳定性。研究结果表明，相比于水沉法，洒水碾压法仅需将表层风积沙湿润，其用水量不足水沉法的十分之一，经济效益显著；相比推土机静压一遍+铲运车收光一遍的碾压工艺，压路机静压一遍+振压一遍的方法对机械资源需求量低，而且可满足连续作业需求，施工效率显著；此外，采用该方法的风积沙回填台背的稳定性良好，降低了台背不均匀沉降风险；同时，因风积沙材料的透水性良好，可较大程度地避免水损害。     

考虑防火涂料的PC箱梁时空温度场及刚度退化试验研究

为了明确涂有防火涂料的预应力混凝土（PC）箱梁火灾温度场及火灾后的刚度退化性能,针对3片有、无膨胀型防火涂料的PC简支箱梁开展了火灾模型试验研究。基于预应力混凝土梁受火性状推导了刚度衰变率与挠度衰变率关系方程,通过分析混凝土箱梁截面时空温度场分布状态,基于分区域理论提出了一种PC箱梁受火损伤后初始截面等效刚度简化计算方法,并基于自振频率推导了受火梁动刚度计算公式;对模型梁进行了火灾后的静力逐级加载和动力性能试验,分析了受火梁挠度、频率等静、动力参数的变化规律,研究了受火损伤状态对箱梁静、动力特征参数的影响;基于理论计算和试验数据对比分析了受火梁静、动力刚度在不同损伤状态下的退化规律。研究结果表明：膨胀型防火涂料的使用显著降低了预应力混凝土箱梁的高温敏感性,混凝土温升速率明显下降,大幅降低了混凝土结构温度,有效减少了混凝土结构开裂和爆裂现象;受火试验梁的截面静刚度随荷载增加而逐渐减小,且初始损伤越大,进入弹塑性阶段发展越快,越早达到结构极限承载力;初始损伤状态对结构截面静刚度的影响大于对结构动刚度的影响,且截面静刚度衰减速率比动刚度衰减速率更快。提出的受火梁静、动刚度及固有频率的简化计算方法可为火损箱梁的结构静、动力性能初评估提供理论依据。     

哈五公路路基冲击碾压试验分析

采用试验的方法对施工路段路基是否适合采用冲击碾压法施工进行了验证。试验发现该路段冲击碾压10遍以后沉降量变化不明显,15遍即可满足规范要求;弯沉值无明显变化规律;原有路基压实度变化在1％以内,各项指标均符合规范要求。研究结果表明同类路段可采用冲击碾压法进行施工．     

双频合成振动压实机参数匹配试验

为了探讨多频合成振动压实的机理,设计了双频合成振动压实机,从理论上分析了样机各参数对压实度的影响。采用正交试验方法,对样机频率及频率比、振幅及振幅比、相位参数等进行了试验研究,根据试验结果分析,给出了较合理的参数组合。结果表明：两频率成分的相位差及频率比对压实度的影响最明显;两频率成分的振幅及其振幅比对压实效果的影响较明显,其中低频振幅对下层压实度的影响较大;两频率成分的频率值对压实效果的影响不大;激振器的相位对压实效果的影响较小。     

真空降水-低能强夯联合加固粉土地基的研究

强夯法已在众多工程领域中得到广泛应用,但在处理黄泛区的粉土地基时,由于地下水位较高,存在易液化、固结慢等缺点,效果不理想。文中结合工程实例,提出真空降水-低能强夯联合加固技术,并采用动力有限元程序ABAQUAS/Explicit建立了三维计算模型,进行了动力固结数值模拟,得到了不同处理技术的孔隙水压力消散和变形规律,揭示了其加固机理。研究表明,该技术可加快超孔隙水压力消散速度,提高加固效果,有效减少差异沉降变形。     

液态粉煤灰填筑桥头路堤的应用研究

桥头与台背填料间的不均匀沉降引起的桥头跳车和填料对台背的水平推力引起的桥台倾覆问题,一直是公路工程中的难点。以唐津高速公路在天津地区的试验段为例,采用液态粉煤灰填筑桥头台背路堤。研究结果表明:轻质型材料液态粉煤灰具有强度大、质量轻、不需要机械压实等优点,且对桥头台背的压力小,与台背间的不均匀沉降也小,是较好的桥头路堤填筑材料。     

高速公路土石混填路堤现场压实试验研究

结合某高速公路工程,对土石混填路堤展开现场压实试验,研究在不同碾压遍数和不同填铺厚度下土石混填路堤的竖向沉降、水平位移、基底竖向应力等的变化规律。结果认为：路堤的累积沉降量随碾压遍数的增加表现出先呈快速增长后逐渐稳定的特征,并且在相同铺填厚度下的差异沉降量随碾压遍数的增加而逐渐减小;水平位移和基底竖向应力也表现出与累积沉降量相似的变化规律,但水平位移量明显比沉降量小很多。通过对试验结果的分析,获得了最佳松铺厚度、碾压遍数等压实工艺参数,为该高速公路路堤施工提供了合理的指导。