交角对路基斜跨坎儿井暗渠临界深度的影响

研究目的:路基修建过程中倾斜跨越对地下坎儿井暗渠的扰动会引起暗渠不同的破坏模式.因此,需要明确既有坎儿井暗渠在新建高速铁路路基工程下的响应,通过三维数值模拟,进行斜交的路基工程荷载-地基土-坎儿井暗渠相互作用的研究,确定不同交角对应的高铁斜跨坎儿井的稳定临界深度.研究结论:(1)由于线路与已有坎儿井暗渠的斜交,既有坎儿...     

坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响

为更深入全面了解坎儿井地基的研究现状，以伊朗德伊高速铁路为依托，对坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响进行综述，重点介绍坎儿井的建造过程、结构形式、用途、优缺点以及相关灾害，卫星遥感、物探和钻探等技术在坎儿井勘察应用方面的研究进展，坎儿井与新建高速铁路之间的相互影响机理，并针对德伊高速铁路沿线的坎儿井，开展勘察、分类和稳定性分析。结果表明：德伊高铁跨越坎儿井77处，下伏坎儿井暗渠埋深为2.0～40.0 m，直径为0.5～2.0 m，形状主要有马蹄形和圆形，支护类型分有无支护2类，可按暗渠与线路交角、暗渠埋深、截面面积、截面形状和支护类型对德伊高铁沿线的坎儿井进行分类；针对德伊高铁沿线坎儿井采用电法和瑞雷面波法探测效果不佳的问题，利用地质雷达可有效识别埋深小于15.0 m的坎儿井暗渠，在此基础上通过钻探可进一步明确坎儿井的准确埋深、大小和所处地层条件；当坎儿井暗渠埋深小于稳定临界深度时，须采取加固处理措施，并在后期运营阶段加强对路基长期变形的监测。针对坎儿井勘察、分类、稳定性评价和加固处理措施等方面开展的系统性深入研究，可为新疆地区和“一带一路”地区高速铁路建设工程领域提供技术支...     

循环荷载作用下浅埋坎儿井地基的稳定性研究

坎儿井是中西亚及我国新疆地区的特色地下水利工程结构。随着“一带一路”倡议的提出,在上述地区修建高速铁路不可避免地会遇到与坎儿井交汇问题。低矮路堤下隐伏浅埋的坎儿井暗渠可能会在高速列车荷载作用下塌陷,进而影响上部地基和路基的稳定。通过模型试验研究循环荷载作用下的浅埋坎儿井地基稳定性,探讨了暗渠埋深对地基土压力演变规律的影响,并结合PIV技术分析了地基土体的压缩变形特征及潜在破坏面。研究结果表明：1)随循环荷载增大,暗渠上方的土压力沿地表深度增加由先增后减的演化规律转变为持续减小,且最终均小于水平两侧的土压力;2)随着暗渠埋深增加,地基结构所能承受的最大循环荷载频率增加,在暗渠未完全塌陷时的地表沉降减小,但暗渠完全塌陷后的地表累计沉降也随之增大;不同暗渠埋深地基开始出现较大地表沉降变形的临界循环荷载频率均为5～10 Hz;3)上覆荷载作用下,浅埋暗渠地基土体的高变形区域随暗渠埋深的增加由“倒锥型”转变为“漏斗型”,潜在滑动破坏面在暗渠埋深达到7.5D(D为暗渠直径)后仅发展至暗渠上方;在暗渠埋深5.5D至7.5D之间存在循环荷载作用效果转折的临界点。试验结果为探讨坎儿井地区高速铁路地基的稳...     

包边填砂路基边坡稳定性分析

分析了改良黏性土包边的填砂路基边坡的主要破坏形式及其产生的机理,针对其破坏形式提出了基于关键点位移破坏判断准则的强度折减有限元方法.并采用该方法分析了路基填筑高度、路基边坡坡度、边坡包边土厚度三个路基断面几何参数对于填砂路基边坡稳定性的影响,提出了相关建议供设计人员参考.     

青藏铁路高填方路基对下伏多年冻土热状况的影响

基于青藏铁路北麓河试验段两个监测断面的地温监测资料 ,分析了修筑高路基后下伏土层的热状况变化特征。结果表明 ,修筑高路基后 ,多年冻土上限有所抬升 ,而下伏土层地温明显升高。多年冻土上限的抬升主要是由于高路基的热阻效应导致上限附近土层温度变幅急剧减小而形成的。高路基的修筑会引起路基阴阳面热交换状态的明显差异 ,路基阳面边坡是最强烈的吸热面 ,而路基阴面边坡表现为放热效应 ,由此会形成下伏多年冻土融化状态的不同     

石太客运专线某桥基高边坡稳定分析及防护加固设计

以石太客运专线某桥桥墩左侧高边坡工程为例,根据该边坡工程地质条件,通过工程地质分析,并结合现场调查,确定该边坡可能出现的破坏位置和模式,结合指标反算对比分析,确定了岩土体及泥化夹层结构面的物理力学参数.对几种潜在破坏位置选择代表性断面进行稳定性计算,选择稳定性最低的破坏模式.对其不同工况下进行稳定性分析和加固设计计算,进而确定加固设计方案.     

风沙地区铁路路基断面形式探讨

结合路基断面形式对风沙活动的影响及国内外工程实践经验,分析探讨了风沙地区铁路路基断面形式,认为风沙地区路基断面形式应以合理高度的路堤、直线形边坡、缓边坡为基本原则,路基高度应不小于1 m。     

青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究

通过埋设在青藏铁路路基中2个断面内的共6条沉降观测管3年来的地基沉降变形资料,研究高原多年冻土区铁路路基的沉降变形特征,分析填筑铁路路基对下伏多年冻土融化变形的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,铁路路基也随只有一个较大幅度的工后下沉变动,随着时间的推移,路基下降速率会逐渐下降,但在短时间内不会停止下来,而且由于太阳辐射和路基边坡形状的影响,路基向阳面与背阴面的变形有较大的差别,且在近南北向展布的路基上表现最为明显。     

青藏铁路清水河地区路基下伏多年冻土地温变化特征研究

研究目的:分析青藏铁路施工区多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条 件的影响。 研究方法:系统分析埋设在青藏铁路清水河地区路基中2个断面内的共8个地温测试孔3年来采集的地温 观测资料,研究该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征。 研究结论:由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变 化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻士的上限 在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下 降会逐渐稳定,但由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在 短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。     

青藏高原多年冻土区通风管路基温度特性分析

结合青藏铁路清水河试验段试验,研究通风管路基的温度特性,根据通风管路基基底1m范围内和边坡位置及冻土上限位置热量周转和通风管内外温度,分析通风管路基对保护多年冻土的有效性。研究结果表明:青藏高原严寒的气候为通风管的适用性提供了环境条件;在路基中埋入通风管,不但增加了路基与空气的接触面,而且通过高原空气的强对流活动,消耗路基体中存在的热量,有效阻止路基表面吸收的辐射热量下传,起到了保护下伏多年冻土维持冻结状态的作用;通风管路基作为青藏高原多年冻土区的一种新结构形式,为青藏铁路的建设和安全运营提供了技术支撑。     

不同降雨模式下土质路基边坡渗流场研究

研究目的:降雨是路基边坡失稳最主要的影响因素,其中降雨模式是主要的影响参数之一。本文基于二维饱和-非饱和渗流理论,利用数值计算的方法对后峰型、均布型、中峰型和前峰型4种降雨模式下路基边坡渗流场的变化规律进行研究。研究结论:(1)降雨强度和降雨持时对路肩处最大孔隙水压力umax和最大饱和深度Hsmax均影响显著;(2)渗透系数ks对Hsmax的影响存在一个敏感区,在敏感区之内,增加ks才能有效减小Hsmax和路基表层孔隙水压力,ks太小或太大均对路基稳定性不利;(3)中峰型和前峰型降雨模式下,路基边坡稳定性最不利时段受渗透系数影响显著,ks在敏感区之内和敏感区域之外较小一侧时,此时间段起点不受渗透系数影响,只与降雨模式有关,此时间段终点随ks的增大而提前;(4)后峰型降雨模式下路基边坡的稳定性最差,前峰型降雨模式下路基边坡的稳定性最好;(5)本文研究成果可为路基边坡防护与加固方案设计提供依据。     

贵州地区浅变质岩公路边坡稳定性分析

针对厦蓉高速贵州境水口至都匀段浅变质岩公路高边坡,采用赤平极射投影法,研究了地质间断面与边坡开挖面之间的几何关系,实现了岩质边坡破坏模式的识别。在此基础上,利用极限平衡分析方法,对不同破坏模式边坡进行了稳定计算,得到了稳定安全系数和潜滑体剩余下滑力;以此编制的计算机可视化程序可自动识别岩质边坡的破坏模式并进行对应的稳定计算,实现了破坏模式识别与稳定计算的连接和统一。计算表明:3#节理切割成的平面滑坡体与1#、4#节理切割成的楔形滑体不满足稳定要求,稳定系数分别为0.811和1.054。因此,该计算方法和程序在岩石边坡稳定计算和预测岩体滑坡方面具有良好的应用前景。     

兰新高速铁路高寒区段路基冻害分析与整治

对兰新高速铁路浩门至民乐区间路基冻害情况进行了调查并开展了相关试验研究,分析路基冻胀原因并提出整治措施。路基冻害在路堤段数量最多,过渡段次之,路堑段最少。发生冻害的地段多是低矮路堤和零断面换填路基。冻害区段地表水、地下水丰富,部分区段水位较高,导致路基在冬季负温作用下发生冻胀。建议对边坡及护道表面加以封闭,并设置隔水墙、排水沟、渗水盲沟、蒸发池等控制路基水分,以治理路基冻害。     

土体参数对多级均质边坡滑动面的影响

基于极限分析上限法和强度折减技术,根据边坡极限平衡状态下内外能耗相等原理,推导多级台阶式边坡安全系数极限上限表达式。编制序列二次规划法程序,通过搜索边坡最危险滑动面及其对应最小安全系数,探讨土体参数对多级边坡滑动面形态和位置的影响。研究结果表明:多级边坡滑动面形态和位置分布受无量纲参数ηcφ=c/(γhtanφ)控制。当ηcφ为定值时,黏聚力c或内摩擦角φ任一值改变对滑动面位置均无影响,滑动面位置保持不变;当ηcφ增大时,边坡失稳模式由浅层破坏转变为深层破坏,滑动面由近坡面向边坡内部移动。同时,参数tanφ/Fs的值随着ηcφ增大而逐渐减小。ηcφ较小时,上陡下缓坡体外形不规则的边坡有可能发生局部失稳,且随着无量纲参数ηcφ的增大,边坡滑动面形态有从局部破坏逐渐变化为整体破坏的趋势。本文研究有助于工程实践中判断多级边坡潜在滑动面位置,快速确定多级边坡安全系数,对高大边坡工程实际的设计施工与防护具有实用价值。     

京九铁路路基填筑粉土工程特性试验研究

对济南铁路局管内京九铁路路基填筑粉土的工程特性进行了试验研究,并根据粉土特性分析了粉土路基病害产生的原因。研究结果表明:粉土的物质组成主要是原生矿物砂、粉粒,含有较少的次生黏土矿物,具有弱可塑性、低黏结性、高分散性、遇水易饱和且动静强度显著降低,以及振动析水等特点,这使得粉土填筑的路基易发生边坡冲刷、路基潜蚀破坏、基床陷槽等;粉土颗粒不均,级配分布不良,难以压实,这使得粉土路基易发生路基下沉、不均匀沉降及桥涵两侧路基沉陷。由于粉土的上述工程特性,封闭并加固基床表层、提高路基的防渗反滤功能与边坡的抗冲刷能力是整治粉土路基病害的根本措施。     

青藏铁路安多试验段多年冻土斜坡路基的稳定性

青藏铁路安多试验段位于青藏高原腹地多年冻土区内，地形成10^o～20^o的斜坡。地层条件为粉质黏土、含土冰层和泥岩。路基设计时采取了3种工程措施确保斜坡路基的稳定。在试验段内设置3个测试断面，其中在热融滑塌区内2个，区外1个。每个断面布置6个测温孔、4个冻胀板、4根竖向测斜管。对2004至2006年共3年的监测数据分析可知：路基填筑后形成的人为上限改变了天然边坡的水文条件；水平位移主要发生在人为上限以上的土体，其界面为潜在滑移面。利用极限平衡法进行斜坡路基稳定性计算，结果表明，没有设置土工格栅的冻土斜坡路基在达到最大融化深度时，其稳定性系数最小。     

季节性冻土地区保温护道路基温度场数值模拟

研究路基及周围土体温度的分布规律是分析季节性冻土地区路基稳定性的重要基础,结合哈齐客专DK221+150断面3 a的现场监测数据,分析了天然地表及路基不同位置的地温分布规律;建立温度场的仿真模型,研究温度沿深度方向的变化规律;利用实测数据验证模型,分析保温护道高度对路基温度场的影响。现场监测和模拟计算结果表明:护道对路基的边坡下部和坡脚处影响较大,能够有效减小冻深,但对路基中心的温度场影响不大。     

青藏铁路道砟层对冻土路基热状况影响分析

在青藏铁路北麓河试验段设置试验断面,对地温及热流量进行观测,研究青藏铁路道砟层对路基下伏冻土热状况的影响.研究分析表明:道砟层在暖季阻止外部热量进入下伏冻土,冷季阻止路基内部热量扩散,且道砟层在暖季保温效果明显,而在冷季其降温效果并不明显;相同深度处道砟层下土体的年平均温度比砂砾路面下土体的年平均温度约低2℃;道砟层对路基下伏冻土起降温效果主要是因为其在暖季屏蔽了大部分外界热量,促使道砟层下土体年总热量收支呈现负值,从而起到很好的降温效果.因此,铺设道砟层有利于冻土路基的热稳定性.     

新建合宁铁路改良膨胀土填筑路基沉降规律研究

结合合（合肥）宁（南京）客运专线改良膨胀土填筑路基试验段,根据膨胀土地基上填筑路基的不同基底处理方式、不同边坡防护形式来设置观测断面,通过埋设沉降板、路基边坡变形观测桩,对路基沉降及变形进行观测,研究膨胀土地基的沉降变形、主要影响因素及改良膨胀土路基的变形规律,预测工后沉降。通过对比分析,发现改良膨胀土填筑路基成型初期沉降受载荷以及天气影响明显,随着时间的推移,变形逐渐趋于稳定,路基成型后期受天气影响不显著,路基表现稳定。说明石灰改良膨胀土具有良好的工程性质,改良灰土填筑路基具有良好的水稳定性和抗变形能力,从而为全线设计施工提供了依据。     

基于巴西劈裂试验的顺层板岩边坡“滑移-拉裂”破坏研究

怀通高速公路沿线边坡以板岩边坡为主,为揭示板岩边坡的破坏模式与板岩层理角度之间的关系以及获得板岩边坡的稳定性判据,进行针对性的试验研究和理论分析。选取沿线边坡岩样并按照不同层理角θ进行分组,开展巴西圆盘劈裂试验。试验发现：随着层理角度的变化,试样发生5种破坏模式,0°〈θ〈30°时为拉伸破坏,30°〈θ〈45时为拉裂-滑移破坏,45°〈θ〈75°时为滑移-拉裂破坏,75°〈θ〈90°时为滑移破坏,θ=90°时为压张型破坏;其次,对顺层板岩边坡整体滑移破坏和局部滑移-拉裂破坏判据进行推导,得出发生整体滑移破坏的临界坡高公式以及发生局部滑移-拉裂破坏的临界坡长方程。最后,结合怀通高速公路沿线板岩边坡进行实际应用,与沿线板岩边坡实际稳定性情况相吻合。