基于湿软路基湿度应力场模拟分析

应用温度应力场和湿度应力场的相似性原理,采用有限元软件进行模拟分析湿软路基遇水作用时的湿度应力问题.针对湿软路基不同情况进行数值模拟分析,对比模拟计算结果,得出土路基遇水作用后的变形和应力分布规律,供湿软路基设计施工参考.     

湿度对青藏公路多年冻土路基稳定性的影响

水是影响冻土路基稳定性的重要因素之一。通过现场调查及测试,分析了青藏公路多年冻土地区路基的主要病害类型及典型路段路基湿度的分布规律,在此基础上分析了湿度对路基病害的影响,研究结果证实:水是造成路基变形的关键因素,土体含水量的增大还会加剧路基变形,进一步影响其稳定性。     

公路路基含水量预估方法研究

为了确定不同降水可靠度条件下的路基含水量变化区间,应用统计学原理对试验路所在地区降水量历史数据进行分析,采用区间估计法计算了不同可靠度条件下的降水量区间。并在试验路段埋设湿度传感器,对同一时期路基含水量和降水量进行同步实时观测,建立了降水量与路基含水量之间的函数关系式。结果表明：路基含水量与降水量之间具有较好的相关性,可靠度为95%、90%、85%时,某地区降水量区间分别为[14.8,19.6],[15.2,19.2],[15.4,19.0]。     

基于降水可靠度的路基含水量预估

为了确定不同降水可靠度条件下的路基含水量变化区间,应用统计学原理对试验路所在地区降水量历史数据进行分析,采用区间估计法计算了不同可靠度条件下的降水量区间。并在试验路段埋设湿度传感器,对同一时期路基含水量和降水量进行同步实时观测,建立了降水量与路基含水量之间的函数关系式,得出了不同降水可靠度条件下的路基含水量。结果表明:路基含水量与降水量之间具有较好的相关性,可靠度为95%、90%、85%时,新疆阿勒泰地区降水量区间分别为[14.8,19.6],[15.2,19.2],[15.4,19.0];相应的路基含水量变化区间分别为:[3.97%,4.31%],[4.01%,4.28%],[4.02%,4.27%]。     

多雨地区路基湿度季节变化特征的现场监测

为了解路基湿度场随气候季节性的变化规律,选取福建省浦南高速公路两个路段路基,通过埋设雨量传感器和路基土水分传感器进行了为期1年的湿度场实时监测。监测成果表明,工程区降雨与路基湿度峰值均出现在3月份和7月份,体积含水量变化最大值达25%,最大变异系数达14.45%,路基土湿度与降雨基本上呈现良好的正相关性,土体湿度变异性峰值主要集中在3月~7月的雨季,且主要分布在路床顶面以下40~60 cm处。因此,采用平均稠度法确定老路基的干湿类型时,建议最不利季节为每年的3月份和7月份;为保证路基处于干燥或中湿状态,需加强路基排水措施;路基土施工时,建议在最佳含水量湿侧2%附近进行压实,有利于减少路基湿度的变化。     

降雨渗流作用对路基含水量影响分析

通过埋设FDR湿度传感器进行路基含水量观测试验,研究了降雨强度、路基土孔隙率、路面状况等因素对降雨渗流效果的影响。试验结果表明,降雨强度由8 mm/d增加到65 mm/d时,路基瞬态含水量增加19%～25%;与降雨强度相比,路基土孔隙率对路基含水量的影响相对较小;路面未发生损坏时降雨渗流作用对路基含水量的影响范围主要分布在路基顶面以下0.4 m,路面结构损坏后影响区域增大到路基顶面以下1 m。     

湿软路基处治技术研究

湿软路基的强度和回弹模量往往不能满足高等级道路的设计要求，因而需要采取适当的措施进行路基处治。本针对上海市地下水位高、年降雨量大、降雨时间长、冬季气温低等特有的环境条件，选择石灰和水泥－石灰处治湿软路基，系统研究了两种处治土和处治路基的强度、回弹模量以及湿度和低温养生条件的影响，明确了石灰处治技术和水泥－石灰综合处治技术对湿软路基的适用性，可作为软土地区道路工程建设的技术参考。     

非饱和土路基的毛细作用及其影响因素分析

分析了非饱和土路基的毛细作用机理,探讨了毛细作用对路基湿度及强度的影响,基于达西定律及质量守恒定律,建立了描述非饱和土毛细作用的水分运动方程.通过引入算例,得到了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化规律及毛细水上升高度,最后研究了不同因素包括路基高度、初始填筑含水量、渗透系数等影响下的非饱和土路基的毛细作用.结果表明,提高路基高度可以减小毛细作用对路基整体湿度的影响；初始填筑含水量越大,毛细作用越明显；路基填土的渗透性越好,毛细水上升速度越快；不同填土类型所表现出来的毛细作用与填土本身的土水特性有关.     

软土地区低路堤路基相对高度与纵坡设计

软土地区低路堤路基相对高度的确定,地下水位是主要因素。本依托沪芦高速公路工程实例,系统总结了工程沿线的地下水位变化规律,研究了地下水位对路基湿度的影响以及与土张力之间的关系,提出了路基相对高度最小值以及纵坡设计中路基及路面最小设计标高确定的原则与方法。     

Mechanism Analysis on Subgrade Frost Heaving in Seasonal Frozen Region

为掌握季节性冰冻地区路基冻胀机理,减少由于路基冻胀融沉而产生的路面开裂、沉陷及翻浆病害,在重冻区路基中埋设了温度传感器,进行冰冻期路基温度自动监测,同时,对季冻区典型道路冻害进行了钻探调查.结果表明:上路床降温幅度大,降温速率高,路基土发生了快速原位冻结;下路床降温幅度小,降温速率低,发生了充分的水分迁移及焦聚现象,为聚冰带出现的深度;不同路基土质中冰的存在形式不同,且不同形式冰结构出现的深度和含水量呈现出一定的规律性;聚冰带出现的平均深度范围为1.08～1.65 m,含水量平均分布范围为14.7％ ～23％,含水量最大值均接近或超过了土的塑限含水量,冰晶析出,构成冻胀量的主体部分.在上述研究基础上,发现季节性冰冻地区路基冻胀是一个因路基密实程度和湿度不同,随着冷量推进和水分迁移热平衡状态不断形成和破坏,产生不同形式冰结构构成冻胀量的过程,建议通过排水、阻水措施控制路基湿度,并加强路基填料的均匀性、密实性控制,从而减少和防止路基冻害的产生.     

路基土湿度动态变化的测试方法

为研究路基土湿度的动态变化特征,通过设置试验路段,进行了室内模拟试验和现场测试,对路基土含水量的变化进行了研究。根据试验数据建立了重塑土体积含水量、饱和含水量与张力的关系式,预估了土的含水量,并利用建立好的土回弹模量和土含水量的模型,进而预估了土的回弹模量的动态变化特征。结果表明,土张力与含水量之间具有较好的相关性,预估值和实测值相差不到10%,具有较高的精度。因此,采用张力计测试土张力并反演路基土的含水量是可行的,若再提高张力计的测试精度,可以更准确地获得路基土湿度的动态变化特征,并对路基的设计具有重要的指导作用。     

黄泛区粉土路基强度衰减对路面结构的影响分析

为了揭示黄泛区公路路面结构早期破损严重的机理并提出合理的处治措施,有必要深入研究粉土路基支撑强度的影响因素、变化规律及对路面结构的影响程度。采用现场调查、室内试验及理论分析,研究了粉土路基含水量分布规律、路基强度衰减规律及路面结构的受力特征,并提出相应的处治措施。结果表明,黄河冲积平原区粉土路基具有强烈的毛细现象及水敏性特征,在上部雨水渗入与底部毛细水上升影响下路基含水量有显著变化,易使路基强度发生衰减,造成耐久性严重不足,并由此找出了路基强度随含水量的变化规律。针对道路重载运营条件使联合路基强度衰减而造成该地区路面结构早期破损严重的情况,对路床区进行掺灰处理获得了较好的模量搭配,有效提高了路基的支撑能力和抗变形能力,使疲劳寿命显著延长,耐久性相应提高。     

路基土回弹模量湿度调整系数研究

路基回弹模量MR是公路沥青混凝土路面结构设计中唯一表征路基特性的力学指标,因此准确确定路基土的回弹模量是沥青路面设计中关键之一.通过对新疆地区常用路基土的室内静载承载板试验测试,分析含水量和压实度对回弹模量的影响规律,结果表明:含水量对回弹模量的影响非常大,而压实度同样是个重要因素;综合分析国内外关于回弹模量受湿度和土质类型影响的研究方法,确定以调整系数Fs为指标参数表征湿度对回弹模量的影响,计算得到适应新疆常用路基土的回归参数和调整系数.根据Fs和标准状态下的Eo确定路基土在任一状态下的回弹模量,并建议将路基回弹模量设计值肘MRopt修正为平衡含水量下的回弹模量MRequ,为相关规范的修订和后续公路建设提供理论支持.     

基于非饱和渗流原理的粉土路基水份分布规律研究

为了研究粉土路基内部含水率分布规律,建立了基于非饱和渗流原理的有限元数值仿真模型,研究了地下水位、降雨、蒸发作用等因素对路基材料含水率的影响作用,采用稳态及瞬态渗流计算,确定了粉土路基及边坡材料含水率变化规律;通过埋设频域反射仪湿度传感器对路基含水率年变化规律进行了实测,验证了理论分析模型的可靠性.研究结果表明:路基的...     

哈大高速公路路基土湿度对CBR的影响

为研究路基土湿度状况对CBR值的影响,通过设置试验路段,对路基土湿度状况进行了调查,并对路基土CBR值进行了现场贯人试验.根据试验结果建立了路基土CBR值与含水率、稠度的关系式.结果表明:哈大高速公路路基使用多年后含水率稳定在20％左右,平衡湿度范围为17.5％～21.2％;路基土CBR值与含水率、稠度之间具有良好的相关性.     

季节性冰冻区道路结构湿度分布特性分析

为分析道路结构湿度分布特性,基于建立的真实环境道路结构温湿度观测系统,以一年多的湿度跟踪观测数据为基础,开展了季节性冰冻地区道路结构湿度时空分布特性的研究。结果表明:道路结构湿度的年分布呈现夏秋季节湿度高、变化幅值大,冬春季节湿度低、变化幅值小的特点;不同层位的湿度对环境变化的敏感性不同;冰冻期和春融期,路基土湿度受温度影响而逐渐减小抑或骤然上升;路面铺筑使道路结构湿度受降水影响的敏感性减小,且使路基土冰冻期和春融期发生的时间提前。     

路面覆盖效应下路基温度场影响因素及分布规律的研究

为准确掌握路面覆盖效应下路基温度场的分布特性及变化规律，分析了强蒸发地区的路基温度场影响因素，以强蒸发地区路基温度场一年多的跟踪观测数据为基础，开展了强蒸发地区路面覆盖效应下路基温度场分布规律的研究。结果表明:路基不同深度温度变化存在相对滞后性；大气温度对路基温度场影响深度≤90 cm，且在该深度范围内呈非线性传递；路面覆盖效应导致温度在路面底部聚集。     

301国道甘——博段路基土CBR试验分析与施工对策

针对大兴安岭地区降雨量大，地下水位高，造成路基水稳定性要求高的情况，通过典型路段ＣＢＲ试验提出了相应的施工对策。     

基于现场实测的冻土区公路路基温湿度演变规律及关联性研究

利用传感器对新疆北部某冻土地区公路路基路面的温湿度进行实测研究,探讨最低温度、冻结深度等参数的变化规律,并对温度与湿度的相关性进行分析。研究结果表明:路基路面温度存在周期性变化规律,而变化周期随着深度增加而延长,当深度>140 cm时,温度仅存在年度变化周期;最低温度随着深度的增加而上升,0℃以下持续时间、平均降温速率、平均升温速率均随着深度的增加而减少,平均降温速率与最低温度之间存在抛物线关系,平均升温速率与最低温度之间存在线性关系;当温度跨越0℃时,土中含水率会发生突变,路基土中未冻水含量与负温度绝对值呈半对数关系,且受到初始含水率的影响。     

某高速公路试验段含水量对路基安全性影响试验研究

结合某高速公路试验路段路基填筑,通过对其含水量的变化进行动态监测以及相应的抗剪切强度试验,建立了路基安全性分析模型;在此基础上,对试验路段的路基在不同含水量条件下的安全系数进行计算分析,得出含水量变化对路基安全性影响的规律。