软土路基固结沉降变形规律有限元分析

在分析高速公路软土路基固结变形机理基础上,采用有限元软件MIDAS- GTS建立数值计算模型,结合实测数据,对分步填筑高度下的软土路基固结沉降变形规律进行了初步分析.结果表明:在路基分步填筑过程中,填土加载引起内部孔隙急剧变化,水体流失产生附加应力导致路基沉降；随着分层填方高度的增大,路基沉降量也随之增大；采用旋喷桩对...     

高速公路高填方路堤差异沉降特性研究

为了研究高填方路堤差异沉降特性,本文以某高速路堤为例,采用ABAQUS有限元软件,就不同填方高度、不同路基土压实度和不同填筑材料对高填方路堤差异沉降特性进行了研究。得到主要结论如下:高填方路堤的最大沉降值出现在路堤中部;随着路堤填筑高度的增加,路基最大沉降值明显增大,且沉降的速率也随填筑高度的增加而增加;提高路基土的压实度,有利于路堤土差异沉降的改善,但改善程度非常有限;改善路堤填土的力学性质是减小路基压缩沉降非常有效的措施之一。     

带排水功能的半刚性桩实例应用研究及探讨

为了充分利用复合地基桩间软土的强度增长,对超软弱土地区中快速完成高填土路基的填筑提供一种新的软基处理方法,采用带排水功能的半刚性桩进行软基处理,通过对水泥砂浆的配合比、土工布的透水性及隔离固体颗粒特征等桩体材料试验,在地面上及地下分别进行试桩,以研究材料成桩后水泥砂浆的凝固特征、桩体强度特征及抗弯折性能。借助南沙公检法配套市政道路滑塌区软土中完成填土高度约10 m的路基填筑的实施案例,通过施工过程中软土的侧向位移、沉降、孔隙水压力及土压力监测,软土的原位测试及桩的检测等试验数据,分析路基填筑完成后的软基处理效果,并根据桩的承载力检测及桩土应力比监测初步探索其设计。研究结果表明:通过带排水功能的半刚性桩可加快路基的填筑,从而加速软土的强度增长及缩短软基的工后沉降时间;带排水功能的半刚性桩在凝固过程中,水泥与砂表现出明显的分选性,桩周水泥含量显著增多,桩体径向抗压强度逐渐增大,桩体表现出类似刚性桩的特征;桩周土工布发挥了明显的排水固结作用,使软基发生了较大的沉降,桩周软土强度显著增长,提高了桩周摩阻力,并充分发挥桩间土的承载能力,且桩能较好适应软土的大沉降变形,桩体表现出类似柔性桩的特征;按现行的复合地基设计理论,其承载力无法满足填土荷载的要求,而采用软基的沉降及稳定性进行设计更为合适;研究为探索复合地基设计理论提供了一种新的思路。     

水泥搅拌桩处治桥头过渡段路基沉降控制技术研究

水泥搅拌桩是处治桥头过渡段路基差异沉降的有效措施，而目前水泥搅拌桩的设计往往依靠经验法。为了明确水泥搅拌桩复合地基的作用机理、承载特性及沉降特性，进而进行科学设计和合理应用，基于D-P本构模型，建立桥头过渡段有限元计算模型，分析桩长、桩身模量、桩间距、桩间土模量等计算参数对于桥头过渡段路基差异沉降的影响特性，并对该技术的影响因素进行了综合分析，提出了某高速桥头过渡段路基优化方案，最后以验证精度后的GM(1,1)模型对试验路填筑优化方案进行分析。研究结果表明：桩间距对复合地基承载力的影响最为显著，当1.8 m≤桩间距≤2.0 m时加固区的沉降变化趋势显著，桩间距≤1.6 m时加固区的沉降变化趋势平缓，推荐桩间距选取范围为1.6 m～1.8 m;桩身模量和桩间土模量对承载力影响次之，随着桩身模量的增加，水泥搅拌桩复合地基的沉降逐渐减小，当桩的模量为60～120 MPa时，水泥搅拌桩复合地基的沉降变形相对较小；路基顶面沉降量随桩间土压缩模量增加而趋于减小；以优化后的方案铺筑试验路并进行沉降预估，表明优化后的方案对控制差异沉降具有良好的效果。研究成果可以为桥头过渡段路基差异沉降控制提供理论支持...     

筒桩复合地基固结性状三维有限元分析

考虑了桩、土、土工格栅之间的相互作用及地基土体固结的影响,采用三维有限元方法研究了路堤荷载作用下,打穿软土层和未打穿软土层的固结特性、沉降特性和应力分布特性,并对桩长、桩间距等影响因素进行的分析。研究表明:应使桩长穿透软土可压缩层,以满足控制地基最大沉降量的要求;格栅最大拉应力分布于盖板边缘处,随着地基固结时间的增加,格栅拉应力逐渐增大;随桩间距的增加,复合地基桩端处超静孔压的消散速率变小,桩与桩间土的沉降加大;随着桩长的增加,下卧土层超静孔压消散速率明显加快;临界桩长范围内,桩长对地基沉降起控制作用。     

基于FLAC3D的桩网复合地基路堤施工变形模拟分析

为研究软土地基路堤施工时路基的变形特性,以九江绕城高速公路A1标段经桩网复合结构处理的深厚软基试验段为研究对象,运用有限差分软件FLAC3D对此进行模拟分析。计算结果表明:路基表面与桩体沉降随距路基中心距离增大而减小,路基表面水平位移随距路基中心距离增大而先增大后减小;最大水平位移位置随填土高度的增加向路基中心方向偏移,填筑结束时在距坡脚3 m处附近;桩网复合地基能较显著控制路堤填筑时路基变形情况。     

CFG桩网复合地基路堤施工变形影响因素的三维模拟分析

以江西某高速公路某经CFG桩网复合结构处理的深厚软基试验段为研究对象,运用FLAC3D有限差分软件,计算分析了桩长、桩间距、褥垫层厚度以及土工格栅层数等设计参数对桩网复合地基在路堤填筑时路基变形的影响。计算结果表明:路基表面变形随桩长的增大而减小,随桩间距的增大而增大,两者对路基表面变形影响程度较大;垫层厚度对路基表面水平位移影响程度较小,而对路基沉降有一定的影响;土工格栅层数对路基表面沉降影响程度较小,而对水平位移有较大影响。因此,从节约工程成本和软基加固效果综合考虑,设计参数采用桩长为21m与15m的混合桩、桩间距布置为2.0m、褥垫层厚度设为0.4m、设置一层土工格栅的加固方案更为合理。     

高速公路拓宽路基差异沉降影响因素研究

为了研究差异沉降对高速公路拓宽路基的影响,通过Ansys有限元计算分析软件,建立差异沉降力学计算模型,系统分析路基拓宽方式、填筑高度、拓宽宽度和土基模量对拓宽路基差异沉降的影响。研究结果表明:路基采用两侧对称加宽的方式对差异沉降的控制明显优于单侧加宽;随着路基拓宽高度与宽度的不断增加,路基产生的竖向沉降也在逐渐增大,新路基产生的竖向沉降大于旧路基,最大值出现在新路基路肩位置附近,而旧路基中心线处竖向沉降值最小;随着路基填土模量的不断增大,新旧路基产生的竖向沉降与竖向应力在逐渐减小,新路基沉降大于旧路基沉降,沉降峰值出现在新路基路肩附近。     

基于ANSYS的软土路基路堤分层填筑的沉降分析

以沪通铁路Ⅵ标段工程为依托,通过ANSYS数值模拟软土路基路堤分层填筑,分析在分层填筑过程中的沉降规律,并在软土路基路堤分层填筑过程中,严格监测路基的沉降和变形。研究结果表明:软土路基路堤在分层填筑过程中,路堤中线地表处的沉降量最大,然后向两侧逐渐减小,横向影响范围主要为路基底面宽度;分层填筑过程中,路堤中心最大沉降量为9.20 mm/d,边桩最大水平位移为0.53 mm/d,均满足设计要求。     

砾石桩复合地基桩土作用性状分析

为了探究盐渍土地区砾石桩复合地基桩土作用性状,结合西北地区某盐渍化软土地基处治试验段,运用有限元软件建立砾石桩复合地基数值分析模型,考虑砾石桩复合地基在施工期和运营期排水固结的前提下,对上部路基荷载作用下砾石桩复合地基桩土的承载性状、沉降性状、应力分担等作用性状进行分析。结果表明:路基填土高度对砾石桩复合地基桩土作用性状产生了较大的影响;路基填筑期至运营期,桩土应力比呈现先增大后减小,直至趋于稳定的变化规律。     

深厚软土区低路堤软基处理设计

针对横琴地区最大深度逾40 m的深厚软基,根据低填土路堤的特点,结合工程地质、岩土层特点,对路基的填土高度、软基处理深度、验收标准进行分析,分别对一般路段、既有路基衔接路段、结构物衔接路段、净空受限路段等,提出真空联合堆载预压、双向水泥搅拌桩、长短桩复合地基和高压旋喷桩综合处理方案。工程验证,软基处理效果明显。     

反h抗滑桩对陡坡路基沉降影响的数值模型分析

以阿拉山口市温泉县G30公路建设项目为依托,通过数值模拟方法,建立陡坡路基典型数值模型,研究在季节性冻土的条件下反h桩对陡坡路基抗滑影响因素,并重点分析了桩间距、冻融循环次数及截面边长对陡坡路基沉降量的影响。结果表明:反h桩排间距对沉降量的影响较大,当反h桩排间距位于6~7 m时,陡坡路基沉降量变化相对稳定;冻融循环次数对沉降量的影响是先增大、后减小的过程;截面边长不是越大越好,在一定范围内,通过增大截面边长可以显著减小沉降量,但继续增加该参数减沉效果不明显。     

高速公路软土地基拼宽方案及沉降分析研究

为研究桩型、桩间距及填土高度对拼宽路基差异沉降的影响,采用二维比奥固结理论,利用FLAC软件进行数值模拟。模拟结果表明,对于新旧路基差异沉降的控制PTC管桩处理效果优于水泥搅拌桩,桩间距1.2~1.5 m变化对水泥搅拌桩处理效果影响不明显,而桩间距2.0~3.5 m变化对PTC管桩处理效果影响较大。因此,设计首先应合理选择处理方案,在满足沉降控制标准要求的前提下,合理选取桩间距,从而降低工程造价。     

预应力管桩处理深厚垃圾填埋地基设计与研究

垃圾土的高压缩性、低承载力、不均匀性及组分复杂等特点为深厚垃圾填埋场处治的难点问题。针对某高速公路路基穿越深厚垃圾填埋场的情况，选取处治深度大、工后沉降小、施工速度快的预应力混凝土管桩（PHC桩）技术处治垃圾填埋场地基；通过布设土压力、位移、沉降、孔隙压力等传感器的路基监测系统，对施工期及完工后的PHC桩及路基的力学行为进行全过程监测。经研究发现：针对厚度达到38.3m、有机质含量5～22%、天然容重13-17kN/m3、压缩模量0.3-5Mpa、黏聚力接近于0、桩间土承载力90-110kPa、具有腐蚀性的垃圾填埋场采用PHC桩处理后，大部分荷载由PHC桩承担，孔隙水压力在100天左右消散，路基最大沉降约80mm，填筑完成127天后路基沉降趋于稳定。由此表明PHC桩技术能显著提升深厚垃圾填埋场的地基承载力。该技术及全过程监测系统综合治理方案可为公路行业处治深厚垃圾填埋场提供参考。     

高填方路堤PHC管桩加固软土地基土拱发育演化特征研究

依托京滨铁路宝坻至滨海新区段JBSG-3标段的建设项目工程,基于现场原位试验,分析在含有软土地层的崎岖地形下填筑大于30 m的路堤,加固高填软基路堤中土体的土拱演化规律,探究预应力高强混凝土（PHC）管桩在高填方路堤中抑制土拱效应的效果。研究表明：群桩（管桩）能够有效地提高桩间土体的承载性能;地基加固方式深受基底压力分布规律的影响,当基底压力呈非均匀分布时,会导致桩间土压力过大,极端情况下局部超过地基承载力设计值;压实桩端土体导致桩间土压力上升和桩承荷载下降现象,若荷载较大时,也存在桩端产生“刺入”现象,引起桩间土沉降速率低于桩体沉降速率;管桩复合加固高填方路堤中土体的土拱演化规律的关键因素是持力层和荷载强度,若桩端产生刺入情况会引起土拱骤停,导致桩间土剪切破坏,引起高填路基整体变形,进一步加深桩体形变量,可通过设置连梁来减少桩体不均匀形变,提高其整体稳定性。     

加筋对桩承式路堤变形模式与土拱效应影响试验

对于桩承式加筋路堤,加筋改变了路堤底面的变形形态,不可避免地将对路堤变形模式与土拱效应产生影响。为了深入分析加筋的影响,利用开发的多沉陷门(Multi-trapdoor)试验装置和椭圆钢棒相似土填料,开展未加筋桩承式路堤试验并得到不同参数组合下存在的3种变形模式,选取3种变形模式的代表性试验,开展相同参数条件下的加筋试验以及4种不同填料高度和3种不同加筋刚度的桩承式加筋路堤试验。通过粒子图像测速技术(PIV)和自制三点式载荷计准确测试得到全场位移及桩顶和桩间土压力。结果表明:加筋后,未加筋桩承式路堤的三角扩展型和塔形升高型变形模式转化为同心椭圆扩展模式,等沉面模式转化为同心圆等沉模式;2种变形模式之间转化的临界高度为1.5倍桩间净距,但等沉面的高度仅为67%的桩间净距;加筋对土拱效应发挥起到了双重作用,一方面,加筋减小了差异沉降,导致土拱效应发挥程度降低,另一方面,加筋改变了路堤变形模式,为"同心圆"土拱提供了稳定的拱脚,使得土拱效应发挥程度提高;在填料高度低,加筋刚度高的情况下,土拱效应发挥程度进一步降低;而填料高度高,加筋刚度低时,土拱效应达到了充分发挥所需的差异沉降,加筋对土拱效应有提高作用;张拉膜效应发挥程度随加筋刚度增大而提高,且随着桩间土下沉而提高,导致土拱效应减弱。     

银吴客专螺杆桩复合地基承载及沉降特征研究

依托在建银吴客专某区段粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基处理工程,研究螺杆桩在高速铁路路基地基处理中的施工工艺、承载及沉降特性。结果表明:在黄土地区粉质黏土、粉土、粉细砂地层中,可以形成螺杆桩螺纹段桩身,成桩质量良好;通过静载荷试验得螺杆桩复合地基具有较好的承载性能;路基填筑完成时地基沉降为18.05~24.54 mm,填筑完成6个月沉降增加值为1.37~2.06 mm,地基渐趋稳定;由此可知,地基沉降变形主要发生在填筑期间,表明采用的螺杆桩设计参数,能够有效控制该地区粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基的沉降。