公路路基拓宽工程中土工格栅参数优化研究

为研究土工格栅加固公路拓宽路基的合理铺设层数,以某软土路基拓宽工程为研究对象,通过建立拓宽路基有限元模型,对不同土工格栅铺设层数的新旧路基变形、受力及稳定性变化规律进行对比分析,结果表明:在不同加筋情况下,新路基的水平变形、沉降值及应力均大于旧路基;增加土工格栅铺设层数,新旧路基的水平位移、沉降及应力均会逐渐减小,稳定...     

高速公路岩溶路基处理措施研究

基于岩溶发育的基本规律出发,指出变形和水害是岩溶路基病害的主要形式,路堤不均匀沉降和路基失稳是岩溶路基病害的具体表现.根据路段石芽、漏斗、洼地、溶洞、溶隙、岩溶泉等多种岩溶形态并存的特征,并考虑岩溶形态的尺度效应,遵循疏导、跨越、加固、堵塞的方法进行预防和处理原则,提出X1合同段岩溶路基的具体处理措施.     

双绞合钢丝网加筋涵洞位置的沉降变形特性分析

结合某城市道路路基施工工程实例,采用双绞合路面加筋网对涵洞位置进行加筋处理,对不同的加筋方案路基路面的沉降变形特性进行数值模拟分析。结果表明：双绞合钢丝网相比于其他土工加筋的材料具有较大优势,提高了路基的抗差异沉降能力;增加钢丝网层数,抵抗差异沉降效果不明显,单层加筋网长度为3m时,可满足设计要求;沉降曲线表明,在涵洞外侧、涵洞上方和水稳基础顶面同时布单层钢丝网条件下路面顶面沉降值最小。     

岩溶地区对路基的破坏及其处理措施

在岩溶地区,变形和水害是岩溶对路基破坏的主要形式,路堤不均匀沉降和路基失稳是岩溶路基病害的具体表现。故应根据路段漏斗、洼地、溶洞、溶隙、岩溶泉等多种岩溶形态并存的特征,并考虑岩溶的尺度效应,遵循“疏导、跨越、加固、堵塞”的预防和处理原则,提出岩溶路基的具体处理措施。     

岩溶地区对路基的破坏及其处理措施

在岩溶地区,变形和水害是岩溶对路基破坏的主要形式,路堤不均匀沉降和路基失稳是岩溶路基病害的具体表现.故应根据路段漏斗、洼地、溶洞、溶隙、岩溶泉等多种岩溶形态并存的特征.并考虑岩溶的尺度效应,遵循"疏导、跨越、加固、堵塞"的预防和处理原则,提出岩溶路基的具体处理措施.     

路基填筑引起水泥搅拌桩复合地基变形监测分析

针对目前水泥搅拌桩复合地基在路基填筑作用下变形特性研究不足的问题,依托我国海积软土地区某水泥搅拌桩加固铁路路基填筑施工案例,对水泥搅拌桩复合地基变形进行监测,分析路基填筑作用下水泥搅拌桩复合地基变形特性,并为路基填筑速率控制和水泥搅拌桩加固方案设计提供建议。研究结果表明:路基填筑作用下地基加固区压缩量占总沉降的56.1%,沉降速率最大为2.4 mm/d;素填土和淤泥层侧向变形显著,侧向变形速率最大为4.6 mm/d;路基坡脚7 m内、深度5 m以上地层受路基填筑施工扰动较大;坡脚侧向变形速率较地基沉降速率更接近于控制指标,填筑速率的控制应以控制坡脚侧向变形速率为主;本施工案例中水泥搅拌桩加固方案可满足各铁路类别的路基工后沉降的控制要求,类似工程中水泥搅拌桩设计应以控制路基填筑施工对邻近结构物的影响为主。     

预应力混凝土管桩加固软土地基效果及参数影响分析

采用数值模拟的方法分析了预应力混凝土管桩加固软土路基的效果,并对相关参数影响进行了分析,得到以下结论：分层填筑过程中数值模拟值与现场监测数据误差均在10%以内,说明数值模拟结果的可靠性;加固前路基沉降比较集中,路基水平位移较大值集中在路基坡脚处;加固后地基沉降大幅度降低,路堤坡脚水平位移明显减小,保证了路堤的安全;增大桩长和减小桩间距均可以有效降低路基沉降,但这种方法降低的沉降是有限的,设计和施工过程中要根据地质和工程条件合理设计参数;通过设置桩帽,使得桩体承载能力增大,降低了桩间土分担荷载,增加了桩体承载能力,减小了路基沉降。     

大跨径钢桁梁悬索桥静力分析与荷载试验研究

张花高速公路澧水特大桥为单跨858 m钢桁梁悬索桥,为检验大桥成桥状态的受力特性、施工质量和安全性能,采用了有限元理论分析与现场荷载试验两个方法对大桥的合理状态进行了验证,并通过将现场实测值与理论分析结果进行了对比分析。研究结果显示:实测变形与理论变形在数值十分接近,且结构整体变形规律一致,说明结构数值模型准确模拟了大桥成桥后的受力状态,对评估其受力性能具有较高的可靠性;此外,静力试验加载效率系数介于0.95~0.97之间,设计的试验荷载能够等代汽车荷载,各测点实测变形值均小于理论计算值;变形校验系数介于0.82~1.00之间,且相对残余变形值较小,表明汽车荷载作用下桥梁处于弹性状态,结论对同类型桥梁的设计和施工具有指导意义。     

桩承式加筋路堤设计方法比较

在桩承式加筋路堤的设计计算中,荷载分担比和应力折减系数是比较分析土拱效应发挥程度的两个重要指标。随着桩承式加筋路堤研究的不断深入,与其相关的土拱效应计算方法也不断增多,但是目前尚未有一种适应性较好的桩承式加筋路堤设计方法。介绍了现有的Terzaghi、Hewlett、Randolph、Low和Van Eekelen土拱理论及英国、德国、日本以及北欧规范中的设计方法,通过3个工程案例,分析比较了不同方法计算得到的荷载分担比和应力折减系数与实测值之间的差异,并评价了各种方法的适用性。研究表明:由于不同方法的土拱模型假设不同,且与是否考虑加筋体作用及桩基布设形式有关,各种方法所得的计算结果差异较大。     

刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性演变数值模拟

为阐释山区公路刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性的动态演变规律及机理,结合山区公路路基拓宽改建多外设刚性挡土墙的特殊性,运用Phase2有限元软件,考虑土-结构相互作用,建立数值模型,所获加筋效果相关结论经离心模型试验宏观验证,开展基于剪切强度折减法的山区公路拓宽加筋路基稳定性分析,探究填土、土工格栅和填土-土工格栅界面三者力学响应动态演变规律及其对路基稳定性的影响. 研究结果表明:铺设土工格栅后路基面差异沉降减小47.1%,墙体最大外倾减小65.4%,路基稳定安全系数提高12.8%;随着剪切强度折减系数增加,填土-土工格栅界面单元滑移失效,但未决定路基稳定性,上层位衡重台外边缘处土工格栅的拉断失效将导致轴向拉力骤降,诱发拓宽路基失稳破坏.      

基于离心模型试验的地基附加应力修正

为提高对路基沉降的精度控制,对2种中等压缩性土地基在路基自重作用下的地基附加应力分布规律进行了离心模型试验,并通过PLAXIS2D有限元数值计算和现场测试参数反算地基附加应力进行了验证.基于试验结果,提出了考虑路基宽高比影响的路基中心处地基附加应力修正计算方法.研究结果表明:在路基荷载作用下,附加应力在浅层地基中衰减较快,随地基深度增大,衰减逐渐减慢,与Boussinesq解得到的地基附加应力衰减曲线存在显著差异;修正方法计算的地基附加应力与现场测试参数的反算结果基本吻合.      

地震作用下轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系

针对地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系不明确问题, 运用能量变分原理,推导了多层叠合结构层间变形协调关系表达式,将该表达式应用在高速铁路单元式和纵连式无砟轨道-桥梁系统中,按系统轨道形式与梁跨结点进行划段装配,提出了考虑路基与简支引桥影响的高速铁路基础结构变形与轨道不平顺的对应关系;采用现场实测、数值仿真模型与列车-轨道-连续梁桥-路基耦合动力学理论对对应关系进行了验证,并统计了地震作用下轨道-桥梁系统的损伤规律;基于提出的对应关系求得了考虑地震损伤的轨道不平顺样本,并采用数值仿真模型对其进行验证。研究结果表明:提出的对应关系与数值仿真模型求得的桥梁变形引起的轨道不平顺及现场实测值吻合较好,最大误差不超过5%,且轨道不平顺作用下车-桥动力学性能指标变化也基本一致,验证了本文提出的对应关系的正确性和有效性;地震作用下轨道-桥梁系统层间各部件的损伤较小,而支座的损伤较大,系统部件最大损伤位置在主梁梁缝处,但也仅约为支座损伤的1%;在不同水准地震作用下,采用提出的对应关系和数值仿真模型计算的地震损伤与轨道不平顺的对应曲线均吻合良好,说明提出的对应关系可用于计算与预测地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统的轨道平顺性。      

HB-FRP加固混凝土梁研究综述

为总结混合粘贴纤维复合材料(HB-FRP)加固方法的研究成果, 推动其在混凝土梁维修加固领域的更广泛应用, 调研了HB-FRP加固法的研究现状, 揭示了外贴HB-FRP在外荷载和环境侵蚀下容易发生剥离的问题; 阐述了HB-FRP抑制FRP加固后剥离的工作机理, 分析了HB-FRP加固体系的构造特征及其对界面黏结力的影响; 总结了已有黏结-滑移模型和剥离荷载模型, 研究了加固梁的抗弯和抗剪性能; 分析了当前工作的不足, 并展望了下一步的研究方向和思路。分析结果表明: 外荷载和环境侵蚀均可能引起FRP剥离, HB-FRP加固同时发挥了化学黏结、摩擦和销栓作用, 有效地抑制了FRP剥离; 目前几种HB-FRP黏结-滑移关系的主要区别为达到界面黏结强度时FRP是否会发生稳定的滑移; 黏结界面极限剥离荷载取决于其黏结-滑移关系; HB-FRP加固可用于正截面抗弯和斜截面抗剪, 加固梁承载力和加固效率可得到大幅提高; 增加FRP配置率和钢扣件数量能有效提高加固梁的抗弯能力, 钢扣件间距对加固梁承载力的影响和加固设计准则还不明确, 裂缝和外荷载对加固梁的剥离荷载、材料利用率和破坏模式影响显著; 加固梁抗剪强度的增加主要来自FRP和混凝土提供的剪力, 而箍筋的影响较弱; 增加FRP加固量和减小条带间距能显著提高加固梁的抗剪承载力; 后续应继续研究HB-FRP加固设计理论, 提出考虑材料与构造特征的黏结特性计算模型和基于界面剪力的HB-FRP钢扣件间距设计方法, 进而建立HB-FRP加固混凝土梁的优化抗弯、抗剪设计方法和设计公式。      

无碴轨道动力学理论及应用

根据车辆-轨道耦合动力学理论，建立了列车与路基上无碴轨道空间耦合动力学模型．模型中将钢轨视为弹性点支承基础上的Bernoulli-Euler梁，将轨道板及混凝土底座视为弹性基础上的弹性薄板．推导了路基上无碴轨道的运动方程．用上述模型及方程分析了遂渝线无碴轨道综合试验段路基上板式轨道及过渡段的动力学性能．结果表明，快速客车、重载以及普通货车通过路基上板式轨道时，轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、以及CA砂浆和路基面动应力等动力学指标均小于许用值．该无碴（板式和双块式）轨道与有碴轨道过渡段在客运列车作用下钢轨挠度变化率均小于许用值（0．300mm／m），在货物列车作用下略大于许用值．     

路堤荷载下加筋垫层加固软土地基的有限元分析

基于ADINA建立了土工格栅加筋垫层的有限元模型,对未加筋地基和不同加筋层数、不同加筋模量、不同加筋间距的加筋地基进行计算,分析了各种情况对地基沉降、侧移的影响.结果表明铺设格栅能有效控制软土地基的沉降和侧向位移;铺设多层格栅时最佳加筋层数为3层;随着加筋模量的增大,格栅对竖向沉降和侧向位移的约束作用增强,格栅模量为0.5 GPa以上时能发挥很好的加筋效果;加筋深度为0.2 m,间距为0.4 m时,格栅对沉降和侧向位移约束效果最佳.     

软土地区桩柱式路基力学行为的数值模拟

以快速拉格朗日有限差分法程序FLAC为平台,建立软土地区桩柱式路基的数值分析模型,研究了桩柱式路基的力学行为。分别用桩单元、绳索单元模拟桩柱、筋材,分析了路基的沉降、侧移、孔压与稳定特性,及桩柱、筋材的内力分布,比较了桩柱式路基与传统土石方路基的特点,对桩柱、筋材、路堤与地基的设计参数对路基沉降和地基侧移的影响进行敏感性分析。分析结果表明,桩柱式路基表面的最大沉降、差异沉降仅为传统土石方路基的1.48%、1.40%,地基侧移仅为传统土石方路基的0.88%,因此,桩柱式路基力学行为优良。     

交通荷载作用下低路堤累计永久变形试验研究

采用低路堤高速公路设计方案时,交通荷载会对路基的应力和变形产生较大的影响。文章通过破坏轴向应力试验与累积永久应变试验,模拟了交通荷载对路基的循环作用,研究了不同频率、不同围压、不同应力水平下交通荷载引起的路基变形特征,提出交通荷载作用下低路堤产生沉降的主要因素,供低路堤的设计和处理参考。     

单元双块式无砟轨道道床板长度的确定

为确定双块式无砟轨道道床板的合理单元长度,采用数值模拟的方法分析了列车荷载、纵、横向荷载、温度力、温度梯度作用下不同单元长度轨道结构的应力、应变响应;在此基础上,计算了不同长度单元板的裂缝宽度及所需的最小配筋率.现场试验结果表明:单元板长度越大,内部应力、板端位移量和板中裂缝宽度越大,满足裂缝宽度限值的配筋率越大;单元双块式无砟轨道板的长度宜小于8.0 m,推荐兰新二线采用长6.5 m的单元双块式无砟轨道道床板.      

土工格室和土工网改善基床动态性能模型试验

介绍了分别使用土工网和土工格室加固基床的5组动态1：1模型试验。为了反映列车荷载对基床的长期作用,每组试验均进行了100万次的重复加载试验。测试了动应力、弹性变形、永久变形等反映基床动态特性的参量,研究 了动应力、弹性变形和永久变形随动荷载而变化的规律,并建立了相关关系。分析比较了土工网和土工格室改善基床动态性能的效果,并对效果的差异进行了分析和总结。