考虑时间效应深挖巨厚泥岩路堑变形特征研究

以西南地区某高速铁路深挖泥岩路堑为模型,运用FLAC3D大型有限差分程序,基于弹塑性模型和考虑泥岩时效性变形特征的黏弹塑性CVISC流变模型,对深挖路堑卸荷作用引起的基底长期变形规律开展数值模拟,揭示深厚泥岩区深挖路堑基底变形随时间的变化规律。结果表明：开挖卸荷后,由于坡脚应力场分异,一定范围内路基出现以竖向上拱为主的瞬时回弹变形;随着时间的推移,坡体及基底岩体应力逐渐调整,工后约2.5年后基底泥岩由于流变作用产生近似线性的竖向上拱及水平变形,7.5年后逐渐趋于稳定。     

高速铁路深挖路堑软岩基底变形防治机理研究

运用FLAC3D软件对西南地区某软岩深挖路堑基底加固处理进行数值模拟,对控制效果进行对比分析,研究软岩地基持续上拱变形的有效控制措施。研究结果表明:软岩地基采取加固措施后不会改变地基中位移场的发展形式,但在一定程度上对地基出现的变形起到较好地控制作用;桩板结构对基底岩体产生的竖向变形控制效果优于对其水平向变形的控制,该措施能较好地限制地基浅表层发生的蠕变变形。     

水平泥岩砂岩互层隧道支护体系力学特性试验研究

公路隧道穿越水平泥岩砂岩互层施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展大梁峁特长公路隧道水平泥岩砂岩互层段支护体系现场试验,研究水平泥砂岩互层段隧道初期支护中的锚杆轴力、围岩压力,钢架应力、混凝土应力及支护变形,二次衬砌中接触压力和混凝土受力特征。分析表明：拱部锚杆作用明显,边墙锚杆受力较小,建议锚杆由拱部160°减少至拱部120°,同时适当增加拱部锚杆;围岩压力在断面开挖后7d时间内已基本达到最大围岩压力的80％左右,说明在该种岩层中隧道开挖后围岩压力释放较快;水平泥岩砂岩互层关键控制点在拱部位置,边墙部位的支护结构无论从受力还是变形来说均较小;研究成果可为水平层状岩层隧道及类似工程的修建提供参考。     

基于有限元法与极限平衡法的山区深挖路堑边坡施工安全性分析

为了在施工前根据地勘的基本资料准确地对山区高速公路深挖路堑边坡进行施工安全稳定性评价,依托资溪花山界(赣闽界)至里木高速公路中的深挖路堑边坡工程,采用极限平衡法和有限元法对不同断面形式、不同高度、不同加固程度的深挖路堑边坡在施工过程中各个工况下的安全系数、位移场进行了对比分析。结果表明:深挖路堑边坡的稳定性主要与挖方高度、边坡坡面坡度、地层地形差异等因素有关;边坡施工过程中坡面变形较大区域主要集中在全风化层和强风化地层;地形的不同与卸荷的不均匀会导致坡面开挖后侧向变形趋势的不同;深挖路堑边坡处于强风化地层的路基相比中风化地层的路基回弹变形更大,且垂直差异变形更大。     

粉喷桩加固高速公路软土地基的应用效果分析

以某高速公路软土路段为例,通过建立有限元分析模型,研究粉喷桩加固软土地基的土体应力及变形规律,并针对粉喷桩加固软土地基效果进行对比分析。结果表明,土体竖向应力分布大致呈斜条状,应力大小沿地基表面向地基底部逐渐增大;地基表面最大沉降最终出现在路基底部中心线,路基外侧地基后出现一定程度隆起;靠近路基中心桩体水平变形较小,靠近路基两侧桩体水平位移较大;粉喷桩加固可降低地基沉降,防止路基外侧地基过大隆起;粉喷桩加固对于减小路基底部两侧土体水平变形效果显著。     

砂泥岩混填力学特性试验分析

砂泥岩混合料是砂岩颗粒和泥岩颗粒按一定比例混合的一种常见的填筑土体,因其取材方便而经常被用于水库、路堤、基坑开挖、渠道等实际工程中。本文通过GDS三轴试验系统,对砂泥岩混合土体在不同的砂泥岩颗粒比例、干密度和含水率情况下的强度和变形特性进行了分析。结果表明：低围压时,砂泥岩混合料应力-应变关系曲线表现为应变软化型,随着围压的增加曲线表现为应变硬化型;含水率对砂泥岩混合料应力-应变关系曲线的形态影响不大,偏应力峰值强度随着含水率的增大先增加后减小;干密度较小时,砂泥岩混合料应力-应变曲线表现为应变硬化型,随着干密度的增加,应力-应变曲线形态向应变软化型转变;砂泥岩混合料抗剪强度参数均随干密度的增加而增大;土体抗剪强度参数随砂岩颗粒含量的增加而增加。     

近水平红层边坡变形破坏的力学机制分析

对水平砂泥岩互层状岩体的受力变形进行分析的结果表明,在上覆岩层自重的作用下,砂泥岩因在水平方向产生不协调的应变而在交界面处产生一对作用力与反作用力,对砂岩为拉应力;对泥岩为压应力。近水平红层边坡,对砂岩的拉应力作用在边坡中部产生拉裂缝,这种拉裂缝逐渐向坡体上部扩展,直至贯通出露地表,成为降水入渗通道,容易产生平推式滑坡。     

二灰土改良含高富水土层公路路基的数值模拟

由于利用粉煤灰、石灰做填料来改良土壤具有很多优点,因此,二灰法改良土成为土质改良的重要方法.针对广西公路DK116＋100标段高富水土层的水文地质特征,采用多物理场耦合分析软件Comsol Multiphysics,基于比奥固结理论,建立了考虑孔隙率受土骨架变形影响,及流体压力和路基受车辆荷载共同作用均质饱和多孔介质动态变形过程的二维渗流-应力耦合模型.通过对比二灰土改良路基和一般路基数值模拟结果,研究表明：经过二灰土改良后的高富水砂层公路路基比一般没有处理的高富水砂层公路路基路面沉降显著减少,土层水压增加缓慢,靠近路堤基底附近的砂土层及承受车辆荷载的路面处产生的拉应力区域减小,路堤坡脚处的压应力区域也明显减小.     

沥青路面结构设计及力学计算

利用有限元对四种路面结构的变形、受力特性和位移进行了分析,得出了上面层和中面层模量的改变对竖向压应力变化没有很大的影响,上面层模量的增加可以显著地消减由于荷载作用而产生的水平拉压应力、径向拉压应力和剪应力,最大剪应力峰值随着面层模量的增加而减少且呈现非线性关系的结论。     

托盘式U型路基结构机理研究

基于高速铁路路基工后沉降变形控制标准高,常规路基占用耕地多,基底面积大,地基处理费用较高等情况,研究一种技术可行、经济合理、具有很好的强度、稳定性和耐久性及控制路基变形的能力的托盘式U型新型路基结构,使其有效控制深厚压缩层地基路基变形,减少路基处理费用和路基工程的占地量,为路基工程结构的设计提供一种全新设计理念。     

实体基础Mindlin方法在高铁路基沉降分析中的应用研究

为解决刚性桩复合地基形式的高速铁路路基沉降变形分析问题，系统研究了实体基础Mindlin方法应用于高铁路基沉降评估的相关思路和关键技术问题。结果表明:高铁路基加固区压缩变形相对较小，可等效为刚性实体基础并将路基荷载传递和转移至加固区周边地基，加固区边界位置处等效荷载可分别通过Boussinesq方法和竖向力平衡方法确定；通过Mindlin点荷载附加应力叠加方法，能够实现地基内部任意位置处附加应力计算，分析结果同数值仿真模拟基本相同。     

倾斜基底深厚软土高速铁路桩-网复合地基稳定性分析

高速铁路要求轨道有很好的平顺性,对路基的稳定性和变形更有严格要求。以东部沿海某高速铁路为背景,研究了在长期循环荷载作用下,深厚软土层地基倾斜基底的倾角变化,引起的软土强度折减,对桩-网复合地基稳定性安全系数的影响,并探讨了影响桩-网复合地基稳定性安全系数的其他因素。     

基于灰色聚类法的西南红层泥岩填料判别应用研究

以四川各地红层泥岩为依托,采用灰色聚类法对红层泥岩填料进行分级评判,研究西南红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性。结果表明:四川大部分红层泥岩属于优质填料;四川盆中区红层泥岩属于T3级填料,无法作为高速铁路路基填料使用,需进行换填;遂渝及达成铁路的红层泥岩填料均达到了T1级,可作为路基填料直接使用。     

深厚压缩层地基条件下既有高铁路基帮宽变形特性分析

为探究深厚压缩层地基上进行既有高速铁路无砟轨道路基帮宽面技术问题,结合某既有高速铁路路基帮宽实际工程,开展理论与数值计算分析。研究了帮宽荷载传递规律及附加应力分布及发展规律,通过合理选取数值计算参数进行了无砟轨道路基帮宽变形数值计算,并结合现场实测沉降数据分析,得到了帮填荷载作用下既有路基附加沉降分布规律。提出了以帮填宽高比作为帮宽设计控制参数。分析表明:帮填宽高比超过3.0以后,应加强帮宽部分地基处理。     

软土地区高速铁路路桥过渡段管桩与桩帽加固施工研究

基于某沿海高速铁路采用管桩+桩帽加固路桥过渡段深厚软土路基,建立土-路基-桥台-桩基的三维有限元模型,对高铁路基加固后的桥台及台后过渡段路基的变形特性进行分析,并与实测值对比分析。结果表明：采用管桩和桩帽组成的新型结构对路基进行加固,可较好地控制桥台和路基的沉降,缩短沉降稳定时间,可用于无砟轨道路基软土地基加固。     

某高铁工程桩筏式复合地基工后累积变形分析

某高铁工程沿线分布着大量深厚软弱土层,线路设计时速为350 km,为满足路基的沉降控制值,线路采用多种地基处理方式。其中针对桩筏式复合地基处理的某工点(桩体采用超长预制混凝土管桩),采用数值模拟对其在高速列车运行下的动力响应特性进行了分析,通过数值模拟得到了路基动偏应力分布情况,结合Li和Selig推荐的经验公式,估算了该路基的累积塑性变形。     

增设跨线栈桥对既有铁路路基的影响分析

某电厂增设的栈桥,横跨电厂站既有铁路路基,栈桥桩基础位于站场铁路线之间。采用三维有限元模型对增设栈桥的施工期和使用期的不同工况进行了数值模拟,针对增设栈桥对电厂站站区既有铁路路基的影响,进行了计算分析和研究。研究结果表明:栈桥施工期和试用期,由于地基土应力的变化,将引起既有铁路路基发生一定的水平和竖向位移变形,但所产生的应力和变形对既有铁路路基的影响较小,能够满足既有铁路的安全运营。     

柔性桩处理高铁路基在沈丹客专中的应用分析

为研究柔性桩对高铁路基的加固效果,结合沈丹铁路客运专线工程地质条件,选择深层搅拌桩、水泥粉喷桩进行加固处理,成桩后对地面沉降、测斜、土压力及土工格栅变形等数据进行了统计分析.结果表明：深层搅拌桩、水泥粉喷桩形成柔性桩在沈丹铁路客运专线中具有良好的路用性能.     

严寒地区高速铁路路基密封胶应用研究

哈大高铁作为在东北严寒地区建造的第一条无砟轨道高速铁路，对无砟轨道变形有着极为苛刻的要求。水作为路基冻胀的必要条件之一，如何阻止地表水下渗路基本体是控制路基冻胀变形的关键因素，以此为出发点，重点对哈大高铁新型路基与轨道结构缝密封胶的应用研究进行了阐述。