基于土拱效应的高填方涵洞EPS减荷技术研究

通过大型高填方涵洞原位减荷试验,对采用EPS减荷材料下的土压力和位移进行了监测,借助土拱效应机理将未减荷情况与不同厚度EPS减荷情况下的结果进行了对比分析,研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞受力性状的变化规律。结果表明:EPS减荷效果显著,减荷后涵洞结构受力有所改善。     

高填方涵洞EPS板减荷效果影响因素研究

为探寻高填方涵洞最佳减荷效果和优化减荷措施设计,通过有限元软件MARC研究了高填方涵洞在不同EPS模量、厚度和铺设范围等情况下的涵顶垂直土压力与变形特性。研究结果表明:涵顶垂直土压力及涵顶内外填土差异沉降与EPS模量、铺设宽度呈正相关,其中EPS板模量取值不超过5MPa且在涵顶全宽范围铺设为宜;涵顶垂直土压力与EPS板厚度呈负相关,但EPS厚度并非越大减荷效果越好,当其增至一定厚度后减荷效果基本不再增加,工程实际中建议EPS厚度取不超过80cm为宜。     

基于EPS减荷措施的高填涵洞试验研究

通过大型高填方涵洞原位减荷试验，对采用EPS减荷材料下的土压力和位移进行了监测，将来减荷情况与不同厚度EPS减荷情况下的结果进行了对比分析，并采用Marc有限元分析软件对其进行了数值仿真，研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞结构相关性状的变化规律。结果表明：EPS减荷效果显著，减荷后涵洞结构受力有所改善．为工程设计与施工提供了有效的指导和参考依据。     

减荷拱涵周围土体位移变化的离心模型试验

通过土工离心模型试验,利用拱涵模型模拟了实际路堤的回填材料、沟坡地形、减荷材料、地基形式及施工工艺,并使用图片测量软件分析了拱涵周围土体在未减荷与EPS板减荷工况下的变形运动性状和全局位移场的差异。根据试验结果再现了两种试验工况下,拱涵周围土体随填土高度增加的运动变化过程;模拟了EPS板变形作用下涵顶土拱的形成和基本形态;分析了拱效应影响下的拱涵基底土体的运动情况,发现通过卸荷拱转嫁到拱涵两侧土体的荷载促使基底两侧土体向基底中心运动,从而对基底产生了向上的反力,减小或阻止了拱涵自身的沉降。结果表明:合理模量和厚度的EPS板既可以减荷,也可以起到稳定结构纵向不均匀沉降的作用。     

EPS材料在大应变过程的压缩试验研究

为了研究EPS材料的参数特性、力学性能和大应变过程的应力应变关系,采用常规土工试验无侧限压缩仪,对4种不同密度的Φ50mm×100mm圆柱体试件进行了单轴压缩试验,确定了材料对应的力学参数。考虑在大应变40%范围内的压缩过程,在相同应变率下的试验结果表明,EPS材料的压缩强度与压缩模量和密度呈线性正相关关系,应力应变曲线分为弹性变形阶段、塑性变形阶段。在5%应变范围内,应力应变关系接近线弹性变化规律,在达到10%应变时,试件达到强度极限,应力应变关系由弹性变形进入到塑性变形。EPS材料的压缩试验结果对解决高填方涵洞减荷问题提供了一定的理论依据。     

高填方涵洞减荷措施有限元计算分析

对采用减荷措施的高填方涵洞进行有限元计算,分析其在此条件下的垂直土压力、侧向土压力及基底土压力,以此证明采取减荷措施进行涵洞设计的意义与经济价值。     

高填方涵洞结构设计新方法

以某高速公路高填方涵洞应用减荷措施为例，对采取减荷措施情况下的涵洞进行新的结构设计，并与原有涵洞进行对比，以此证明按采取减荷措施进行涵洞设计的实际意义与经济价值。     

高速公路高填方涵洞加筋减载设计方法介绍

以高填方涵洞实际工程加筋减载计算为例,阐述一套完整的高填方涵洞加筋减载设计方法。该方法具有以下特点：加筋减载原理科学,减载孔中松散填料与筋材相互作用产生“提兜效应”,可有效分散涵顶上方土压力;加筋可减小涵顶土压力,施工中可避免重型压实机械对涵洞的直接损伤,使得高填方涵洞安全性得到有效保障;涵顶土压力减小可使涵洞设计尺寸减小,节约工程造价。该方法思路新颖,对类似工程设计具有一定参考价值。     

桩承式加筋减载涵洞受力特性研究

高填方涵洞广泛应用于山区高速公路建设中,高填方涵洞上覆填土荷载较大,且其受力特性复杂,严重影响了涵洞的使用性能。本文针对桩承式加筋减载涵洞新技术,建立了桩承式加筋减载涵洞数值模型,分析了该技术的作用效果。最后,对该技术的主要影响因素进行了参数分析。研究结果表明该技术通过土拱效应和张拉膜效应,可使大部分路堤荷载传递至桩顶,并沿桩身传递至下卧持力层。涵顶加筋减载效果显著提高,涵顶土压力减小。同时,涵洞侧墙弯矩和剪力减小,涵底沉降有所减小。     

基于填土-涵洞-地基共同作用机制的涵洞减载数值模拟研究

涵洞与填土、地基共同作用机理复杂,由涵洞结构、上覆填土与地基土刚度差异引起的涵顶应力集中往往使涵洞产生各种病害。文中基于填土-涵洞-地基共同作用机制,采用数值仿真软件,通过分析铺设EPS板、地基处理、复合处理(EPS板+地基处理)对涵顶垂直土压力及集中系数的影响,确定不同填高的合理减载方式;通过正交试验设计与分析,得到不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度;最后,根据研究结果提出合理的工程建议。研究结果表明:当填土高度H≤12m时,铺设的EPS板厚度h宜小于20cm,反之铺设的EPS板厚度h宜取20~40cm;涵洞地基处理时,当填土高度H≤9m、地基处理宽度L=2~3B(B为涵洞基础宽度),或H12m、L=B时,涵洞地基的刚度可适当增强,反之宜进行柔性地基处理;当填土高度H≤12m时,可通过地基处理或铺设EPS板减弱涵顶应力集中现象,反之宜采用EPS板、复合处理措施,复合处理措施的减载效果最佳;根据正交试验结果分析,不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度的大小顺序为EPS板厚度填土高度地基压缩模量地基处理宽度。     

高填方涵洞地基承载力有限元分析

高填方涵洞地基受两侧路基填土的约束作用,其受力和变形特性与浅基础有明显区别。该文通过有限元对高填方涵洞和浅基础地基承载力及变形特性进行了对比分析,结果表明:在两侧高填土荷载的约束下,随着涵洞顶部填土高度的增加,高填方涵洞的地基土逐渐压缩密实,承载力也得到进一步的提高。因此提出建议非软土地基高填方涵洞在设计中取消对地基承载力的要求,以允许沉降量作为控制指标。     

EPS钢切换应用技术研究

免酸洗绿色清洁表面处理技术(Eco Pickled Surface,EPS)是一种热轧钢卷(板)表面处理技术.针对EPS钢板在载货汽车车架上的切换应用进行了相关技术研究,研究内容主要包括材料性能验证及剪切、冲压、涂装、装配等相关生产工艺验证,验证结果满足现生产使用要求,达到分阶段切换目的.研究内容为EPS钢板切换应用推...     

涵洞结构计算中几个问题的探讨

该文对圆管涵截面内力、基底应力计算,盖板涵盖板、涵台、基础设计的计算分析提出了一些看法,同时对高填土涵洞减荷措施列举了常用施工方法,有关经验可供类似工程参考。     

带EPS的整体式桥台-桩-土相互作用拟静力试验

整体桥中台后土压力在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性横向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力会远大于桥台设计时的压力,同时桥台桩基会产生累积和残余变形,因而有效减少台后土压力与桥台桩基的累积和残余变形至关重要。为此以桥台-H形钢桩试件为研究对象,通过在桥台侧向施加水平位移荷载,开展带膨胀聚苯乙烯（EPS）填料板的整体式桥台-桩-土往复荷载拟静力试验,分析桥台、桩基的骨架曲线、滞回曲线及其沿入土深度方向的水平变形和桥台转角等的变化规律,初步研究EPS填料板的厚度对桥台-桩基-土相互作用受力性能的影响。试验结果表明：在台后埋设EPS填料板能有效减小上部结构变形时桥台所受到的水平力,最大可减小31%;同时,也可减小模型试件的累积变形,其随着EPS厚度的增加而逐渐减小,尤其对桩的累积变形减小最为显著,最大减小了74.3%;在台后埋设EPS填料板也可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用;台后埋设EPS填料板会使单步位移荷载作用下产生的变形有所增大,但幅度不大;试验全过程各模型试件均表现出了良好的弹性性能和变形能力。     

气泡混合轻质土在铁路软土路基中的应用

轻质土是路基建设的发展方向。东部沿海某铁路软土路基段需加宽路堤,文中分别研究了钻孔灌注桩结合筏板方案和轻质土减荷换填方案,结果表明,轻质土具有明显的技术和经济优势。     

装配式预应力水泥混凝土道面足尺试验研究

装配式预应力水泥混凝土是一种优异的道面材料,在机场工程中具有广阔的应用前景。目前的研究主要集中在小尺寸预应力试件性能的水平上,缺少装配式预应力混凝土道面的结构性分析。文章通过开展足尺装配式预应力混凝土道面弯沉特性的试验,分析了该道面结构的弯沉特性、传荷能力及其影响因素,并得到以下结论:装配式机场预应力混凝土道面的传荷能力主要包含3个方面,首先为板与板之间的摩擦作用,其次为预应力钢绞线作为传力杆的作用,最后是企口缝的传荷作用。因此,增大预应力是提高板边传荷能力的有效措施。板角为最不利受荷位置,板中为最佳受荷位置,主要原因为板角的传荷能力弱。     

基于桥面铺装材料与复合结构的力学响应研究

基于现场实测数据,并采用有限元软件,对桥面铺装材料及铺装结构进行建模与力学响应分析。结果表明,基于实测数据建立的桥面铺装材料的永久变形预估模型具有良好的适用性与有效性,其模型系数达0.907。铺装材料的模量经反演计算,其误差仅为3.71%。沥青层内最大拉应力、沥青层与混凝土铺装层间剪应力的临界荷位是小箱梁跨中的中心（A1）;上下面层拉应变的临界荷位均为小箱梁支座处腹板上方（B3）;沥青层最大剪应力的临界荷位是小箱梁跨中腹板上方（A3）。     

绿色清洁表面(EPS)板材在载货车车架上的应用

免酸洗绿色清洁表面处理技术EPS(Eco Pickled Surface)是国际最新热轧钢卷(板)表面处理技术。为获得EPS板材在载货车车架上的应用数据,分别进行了EPS板材的冲压工艺和涂装工艺等多项应用试验。各项数据表明,EPS表面处理技术可以替代现有的酸洗和抛丸表面处理技术,同时为EPS板材的推广应用提供了参考依据。     

钢纤维混凝土路面接缝传荷能力试验研究

为研究正常使用状态下钢纤维水泥混凝土路面接缝的传荷性能影响因素及其衰减规律,对10块普通水泥混凝土路面板和10块钢纤维混凝土路面板进行了疲劳荷载试验。试件分别采用不同的传力杆直径、长度、混凝土板厚度及钢纤维掺量,分析了不同因素对钢纤维路面板接缝传荷能力的影响。结果表明:掺加钢纤维能够有效提高路面板的传荷能力,降低传荷能力衰减速率;钢纤维混凝土路面板的传荷能力随钢纤维掺量的增加而增大,受传力杆直径、长度影响较小;普通水泥混凝土路面板的传荷能力在最初加载的7万次过程中衰减明显,之后衰减缓慢;传力杆直径、长度及混凝土板厚度的增加,均能够提高接缝的传荷效率,但提高幅度十分有限。     

脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响

水泥混凝土路面为了减少温度开裂及干缩开裂,设置了接缝,而接缝却成了水泥混凝土路面最薄弱的部分。接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命,以及对于旧水泥凝土路面的罩面设计及其使用寿命具有较大的影响。为此,在确定了脱空模型之后分别对其进行动静荷载作用下的分析,找出了不同接缝模量和脱空尺寸对受荷板脱空、受荷板和未受荷板同时脱空时接缝传荷系数LW的影响规律。分析表明:对于同一脱空尺寸下,接缝模量的增大对接缝的传荷能力的增加是单调的;对于同一接缝模量下,对于单板下的脱空来说脱空尺寸为0.8 m是脱空尺寸与LW对应关系的一个拐点,而对于双板脱空则不然,LW是随着脱空尺寸的增大而增大的。