行车荷载对软土路基沉降的影响机理分析

工程实践和理论研究表明,高速公路软基的工后沉降主要来自于路面施工后的瞬时沉降、未完成的主固结沉降和次固结沉降。根据软基处理工程中固结变形特性,对软土地基沉降量与荷载的关系进行详细探讨,给出高速公路工前和工后荷载对软基沉降的计算式,并着重分析软基沉降预估计算误差产生的原因,得出工后主固结沉降阶段的行车荷载对沉降影响较大的结论。     

堆载预压与真空堆载联合预压技术在软基处理中的对比分析

堆载预压和真空堆载联合预压是软基处理中的常用技术,两者均通过荷载作用将土体中的孔隙水排出,使作用于土骨架上的有效应力增加,加速土体沉降固结,以增强其力学性能（变形、强度和稳定性等）。从两种预压方式的力学原理上分析了其异同点,采用非线性有限元方法对两种预压加载模式下软土地基的力学响应做了应力渗流耦合分析计算。着重研究了软基粘土孔隙比、有效应力、超孔隙水压和变形在两种预压模式下的变化规律。研究发现,真空堆载联合预压的加固范围较堆载预压的大,处理深度更深,固结沉降量也更大。真空荷载的施加还可有效地减小软基的水平     

软粘土强度参数与固结时间及荷载关系的研究

通过对软粘土的在不同荷和不同时间作用下的抗剪强度参数试验,得到抗剪强度参数内聚力c,内摩擦角φ与荷载P、固结时间t(即固结度U)的关系数据,并据此分析了c、φ与p、U的相关关系式.     

高速公路软基处理与固结沉降分析

根据江西景婺黄高速公路浮梁软基试验段典型断面软基变形和孔隙水压力监测结果,对监测断面工后软基沉降量和固结度进行了计算。在此基础上,分析了软土地基袋装砂井+两层土工布+砂垫层的处理方法的加固效果,以及不同的砂井深度和间距对软基工后沉降量以及固结度的影响,得到了适合于景婺黄高速公路浮梁软基填筑法施工的路基固结沉降计算方法,以及袋装沙井的合理深度和间距。     

软粘土强度参数与固结时间及荷载关系的研究

通过对软粘土的在不同荷和不同时间作用下的抗剪强度参数试验，得到抗剪强度参数内聚力c，内摩擦角φ与荷载P、固结时间t(即固结度U)的关系数据，并据此分析了c、φ与P、U的相关关系式。     

高路堤荷载下压实黄土的次固结变形研究

针对黄土地区高路堤由次固结变形引起过大的工后沉降的问题,通过一系列的一维固结试验,研究了压实黄土的次固结特性,分析了固结压力、固结时间和超载比对次固结的影响,以及不同加载时间间隔情况下对次固结变形量的影响.结果表明:当处于正常固结状态时,随着固结压力的增大,压实黄土的次固结系数逐渐减小并趋于稳定;超载预压处理在一定压力范围内不但可以大大减小压实黄土的次固结速率,还使得次固结发生的时间推迟.而当压力超过预固结压力值后,这种处理效应便会消失;次固结系数与压缩指数具有很好的相关性.此外,在主固结完成后次固结才产生的假定下,结合试验结果提出了适合黄土地区高路堤由次固结变形引起的工后沉降的计算方法,并结合实体工程对其适用性加以验证.     

海相粘土室内侧限压缩试验研究

采用常规单轴固结仪对连云港海相软土进行试验,测出粘土的压缩性指标,包括土的单位沉降量、压缩系数、压缩模量、压缩指数以及固结系数等,结果表明连云港海相粘土为高压缩性软土。     

饱和软基沉降的有限元研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了他的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软土特性等诸多因素的影响。应用有限元数值方法,研究了软粘土地基在填土过程中的沉降以及超静孔隙水压力的消散的动态过程。     

排水固结法弹塑性固结沉降机理及应用

软粘土一般是天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑~流塑状态的粘性土,因为软粘土的这个特性决定了软土路堤的沉降和应力变化将会受到软土特性、分布特点、分布厚度及应力历史等诸多复杂因素的影响。根据广乐高速公路樟市至花东段T19合同段的软基路堤地段排水固结法加固处理实际工程,根据弹塑性机理分析该段软基的固结沉降,研究其固结机理并且将固结过程中的水土耦合作用考虑进来,可为今后类似的工程提供理论及应用借鉴。     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

隧道填充性岩溶软基弹塑性固结沉降机理研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了它的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软土特性等诸多因素的影响。为进一步揭露软粘土固结沉降的作用机理,引入了基于混合物理论的两相多孔介质理论,描述渝怀铁路干溪沟隧道DK278＋628～＋698段填充性岩溶软基的弹塑性固结沉降过程。该理论具有推理严密和数学论证严谨的特点,能充分考虑固结过程中的水土耦合作用。     

天津地区海相软土的固结特性分析

对天津附近软土,进行了高压固结和一般固结试验,探讨了原状和重塑软土的主次固结变形特性,研究了软土的固结系数,固结压力、孔隙比、压缩指数分别对次固结系数的影响关系.结果表明:根据软土在固结过程中的沉降量与时间关系曲线可确定主次固结界限.在同一固结压力下,原状土的主次固结系数均要大于重塑土.每级加载持续时间长的一般固结试验得到的次固结系数值要小于时间短的高压固结得到的Cα值.次固结系数与孔隙比呈反向关系,孔隙比e与次固结系数Cα满足四次多项式关系.在高压固结试验中,压缩指数与次固结系数大体满足线性关系,原状软土Cα与压缩指数Cc的比值近似为0.019 4, 重塑软土Cα与Cα的比值近似为0.0210.     

软土地基上桥台后填土工后沉降的数值分析

在分析软土地基上桥后填土受力特性的基础上提出有限元简化计算模型,并采用可模拟超填的Biot固结有限元程序就桥后填筑EPS、粉煤灰、粉细砂和砂砾情况下路堤填土工后沉降问题进行数值分析研究。计算结果表明:采用轻质回填材料(如EPS和粉煤灰)可有效减少路桥过渡处差异沉降;同时还可降低桥台前后区域因软土塑性剪切区贯通而发生滑动失稳破坏的可能。此外,填料的强度对于路堤自身的压缩变形起控制作用,因此采用轻质填料的同时不应降低填料的变形模量。     

中南地区红粘土工程力学特性研究

对中南地区特殊的红粘土进行工程特性研究,通过大量室内试验,得出该地区红粘土的基本物理指标,发现该地区各工点红粘土具有相似的膨胀性和收缩性,较好的压实性。特殊的固结变形特性导致红粘土层形成上硬下软的工程特性,这种特性将对地基变形和边坡稳定产生不良影响,对此提出加固方法和措施。     

高液限红粘土变形特性研究

为了研究红粘土路基的沉降特性,基于一维室内固结试验,分析了高液限红粘土变形特性。引入压缩变形系数,分析了高液限红粘土的物理指标对变形指标的影响,采用应变法来表达压缩变形曲线结果。引入非线性应力、应变关系的割线模量,研究了高液限红粘土的加荷本构模型和增(减)湿本构模型。结果表明:压缩变形系数随含水量的增大而增加,当含水量大于最佳含水量2%~3%后,压缩变形系数随含水量的增加增长幅度迅速变大;压实度越大,压缩变形系数越小,低压实度高含水量的情况下,压缩变形系数显著增大;压缩系数随含水量的增加而增大,压缩系数随压实度的增大而减小;高液限红粘土的应力-应变关系可以用幂函数的形式来表达。提出了高液限红粘土加荷本构模型和增(减)湿本构模型,该模型具有较高的可靠性,为研究红粘土路基沉降特性提供了有力依据。     

路堤下河滩相软土地基变形研究

为总结河南省焦作至巩义黄河公路大桥连接线路堤下河滩相软土地基变形规律 ,保证工程质量 ,该工程选取 1 4个观测断面 ,采用沉降板和测斜导管 ,对填筑期和预压期软土地基进行了两年多的变形观测 ,获取有关数据 2万多个。根据观测结果并结合该软土地基特点 ,分析了河滩相软土地基的主要变形规律 :填筑期软土地基沉降较大且与荷载为线性关系 ;预压期沉降与时间符合双曲线关系。浅层型、夹层型和深层型软土地基表现出 3种不同的水平位移规律。根据沉降规律 ,计算并得出该软土地基可以不设预压期的结论。     

水泥搅拌桩连续墙应用于高速公路软土地基处治的数值分析

采用排水固结法处治淤泥土或泥炭土时不但需要较长的时间,而且需要严格控制施工过程,避免路堤发生失稳破坏。为了减少软土路堤的施工时间和增大路堤的稳定性,提出一种新的高速公路软土地基处治方法,即在软土路堤施工前在路堤坡角两侧设置水泥搅拌桩连续墙,通过减少软土的侧向挤出,实现降低路堤的工后沉降和提高路堤稳定性的目的。为了评价该地基处理方法对高速公路软土地基的处治效果,利用有限元软件PLAXIS对设置水泥搅拌桩连续墙后软土路堤的沉降、水平变形和安全性进行深入的理论研究,并与未设置水泥搅拌桩连续墙的软土路堤的理论分析结果进行比较。比较结果表明,在软土路堤坡角两侧设置水泥搅拌桩连续墙不但可以减少软土路堤的沉降,而且提高了路堤稳定性,减少了软土路堤的施工时间。     

连云港海相软土基本特性与处理方法探讨

根据连云港地区多条高速公路工程的地质资料,并与我国部分沿海地区软土进行对比,分析连云港海相软土的基本物理力学指标统计特征、抗剪强度特性、固结变形特性以及蠕变特性,并介绍了适合于该海相软土的主要地基处理措施。