高速公路高填方路堤差异沉降特性研究

为了研究高填方路堤差异沉降特性,本文以某高速路堤为例,采用ABAQUS有限元软件,就不同填方高度、不同路基土压实度和不同填筑材料对高填方路堤差异沉降特性进行了研究。得到主要结论如下:高填方路堤的最大沉降值出现在路堤中部;随着路堤填筑高度的增加,路基最大沉降值明显增大,且沉降的速率也随填筑高度的增加而增加;提高路基土的压实度,有利于路堤土差异沉降的改善,但改善程度非常有限;改善路堤填土的力学性质是减小路基压缩沉降非常有效的措施之一。     

黄泛区公路路基压实标准的研究

应用快速拉格朗日有限差分法,分析了黄泛区粉性土在不同的压实度条件下的沉降规律,提出了合理的粉土路基的压实标准。结果表明,粉性土路堤随着高度的增加,沉降变形呈抛物线增加。通过提出的回归公式,就可估算出变形达到稳定时的沉降量。不同的路堤高度,应提出不同的压实标准。当粉土路基采用方案三的压实度标准时路基土已达到密实状态,继续增大压实度对减少沉降没有显著影响。     

压实度对中高路堤沉降影响的数值分析

应用快速拉格朗日有限差分法(Fast Lagrangian Analysis of Continua),分析不同压实度对黏性土与粉性土中高路堤的沉降变形的影响,从而确定合理的压实标准.针对拟定的4种路基压实标准进行数值分析,计算不同高度的路基的沉降变形,并提出路基沉降的拟合曲线公式.结果表明,对两种土质的路堤而言,在不同路基压实标准的条件下,路堤高度对路基变形的影响呈抛物线形关系,通过提出的回归公式,就可估出变形达到稳定时路堤的沉降量.不同的路堤填高应提出不同的路基压实标准,而且黏性土与粉性土应给出不同的压实标准.     

绢云母片岩土石混合料高填方路堤变形特征和规律研究

高填方路堤结构具有沉降量大、沉降不均匀等特点,极易产生路堤病害。为解决此类问题,文中以十巫北高速公路工程为依托,对绢云母片岩土石混合料高填方路堤在不同工况下填筑过程中的变形特征及其规律进行研究。结果表明,在填筑过程中,路堤最大沉降随填筑层厚的增加而增大,而层厚对侧向位移没有明显影响;高填路堤填筑高度与沉降和侧向位移呈正相关,坡脚附近出现了隆起,且隆起值也与填筑高度呈正相关;路堤的沉降和侧向位移随弹性模量的提高逐渐减小,在弹性模量大于15 MPa后,对路堤沉降和侧向位移影响明显变小;路堤的最大沉降量、侧向位移随着路基坡度的减缓而增大;路堤中心沉降和侧向位移随着压实度的增大而减少;现场观测数据验证了模拟的准确性,说明路堤沉降的规律为沉降在前期发展较快,后期逐渐减缓趋于稳定。     

赣南花岗岩残积土路基变形规律的数值仿真

为研究赣南花岗岩残积土路基的变形规律,基于非饱和土流固耦合理论,采用Geostudio软件对其进行了数值仿真分析,并通过实际监测数据验证所建数值模型的可靠性。数值模型分析了9种路基压实状态、5个路基填筑高度和4类填筑速率条件下非饱和花岗岩残积土路基变形的变化规律。结果表明:在90%和94%压实度下,路基总变形、地基工后变形、路基工后压缩变形和路基不均匀变形随初始含水率的增加,均呈现出先减小后增大的规律,在最大承载比含水率下变形量最小;路基总变形和工后总变形的最大值,和填筑高度呈抛物线关系;随着填筑高度的增加,地基工后变形占路基工后总变形的比例仍保持在70%以上;路基填筑施工时,分阶段填筑的路基最大总变形要小于一次性填筑的路基,且填筑速率越快,变形量越大,工后固结变形占工后总变形的比例也越大。因此,建议在填筑路基时,应采用分阶段填筑,并合理控制填筑速率;对于天然含水率较高的花岗岩残积土,可以以最大承载比含水率为施工控制含水率,并可针对现场压实困难的情况,适当降低压实度控制标准。     

海砂回填路基沉降变形分析

为了深入了解海砂回填路基的沉降变形规律,更好地利用海砂修筑路基,结合海砂工程特性,构建有限元模型,分析了软土地基条件下填筑速率、压实度、换填厚度及地下水位对海砂回填路基沉降变形的影响规律。研究结果表明:填筑速率对路基和土基均有影响,填筑速率越大,路基总沉降、工后沉降、差异沉降及土基沉降也越大;路基沉降与压实度大致呈线性关系,路基沉降量和差异沉降均随压实度的提高而减小,这说明增大压实度能够改善路基自身变形,提高路基承载力,减小不均匀沉降。与粉质黏土路基相比,海砂用作路基材料能够减小地下水的不利影响,减小沉降量,增强路基承载能力。     

高液限红粘土高填方路堤稳定性及变形特性研究

雅杜高速项目沿线地形起伏较大,高填方路堤占比较大,受到路基填料和建设资金限制,高填方路堤采用红土砾料和未经处治的高液限红黏土直接填筑。采用FLAC3D基于强度折减法原理对雅杜高速典型高填方路堤建立数值分析模型,进行路堤稳定性及变形研究,验证高液限红黏土填筑厚度以及压实度标准降低对高填方路堤的稳定性和变形产生的影响。结果表明,高填方路堤拉应力区、塑性区和潜在滑动面主要分布在高液限红黏土填筑区域,影响路堤的稳定性,提高压实度可以增强高液限红黏土颗粒之间的摩擦、咬合和分子引力,从而提高土体的密实度和强度,提高高填方路堤稳定性。高填方路堤初期沉降变形主要来源于高液限红黏土填筑区域,红土砾料初期沉降变形相对较小,适当加大红土砾料填筑厚度可以有减小高填方路堤沉降变形。     

基于FLAC3D的桩网复合地基路堤施工变形模拟分析

为研究软土地基路堤施工时路基的变形特性,以九江绕城高速公路A1标段经桩网复合结构处理的深厚软基试验段为研究对象,运用有限差分软件FLAC3D对此进行模拟分析。计算结果表明:路基表面与桩体沉降随距路基中心距离增大而减小,路基表面水平位移随距路基中心距离增大而先增大后减小;最大水平位移位置随填土高度的增加向路基中心方向偏移,填筑结束时在距坡脚3 m处附近;桩网复合地基能较显著控制路堤填筑时路基变形情况。     

乌鲁木齐地区低液限粉性土毛细水迁移因素分析

按照公路路基填筑要求,对低液限粉土进行试验设计,通过分别控制压实度和初始含水量,对低液限粉土进行室内竖管毛细水上升高度试验,定性地分析了毛细水上升影响因素;重点分析了低液限粉性土毛细水上升高度随初始含水量及其压实度变化的特性,提出毛细水上升随时间分为3个阶段。当初始含水量大于9%时毛细水上升高度随初始含水量的增加而减小。在最佳含水量状态下随压实度的增加毛细水上升高度呈二次抛物线分布,强调了低液限粉性土作为路基填料时压实度应控制在90%以上,尽可能增加压实含水量,一般宜大于最佳含水量。     

自重作用下黄土高路堤密实状态变化分析

通过典型黄土固结试验,计算分析了黄土高路堤不同深度处路基土压实度、空气率、饱和度等密实状态指标的变化特征。得出:压实度增量随上覆填土高度呈幂函数增长关系,上覆填土每增加10 m,路堤内部下伏黄土压实度有0.8%～1.6%左右的上升幅度,路堤边部压实度上升0.5%～0.8%左右;高路堤中黄土填料空气率随上覆填土高度呈幂函数下降,饱和度随上覆填土高度呈幂函数增长;路基上覆填土越厚,自重应力越大,路堤内部黄土填料压实度越高,在路面以下20 m处,常规高路堤在施工结束后内部压实度从93.0%上升至95.1%～96.1%。     

季节降雨对非饱和路基水分迁移规律影响的研究

运用有限元软件对佛开高速路面结构进行非饱和渗流数值模拟，研究季节性降雨对路基水分迁移规律的影响。结果表明:季节降雨对路堤含水量的影响集中在边坡和中央绿化带附近区域，对两者之间的区域影响较小，影响区范围在路堤中上部距离路堤边坡和中央绿化带约3～4 m以内区域。该范围内切线模量值变化最大幅值出现于路堤顶部中央绿化带，平均变化幅值随路堤高度下降而减小。在降雨影响范围内，路堤压实度为96 %和94 %区域的切线模量随降雨强度和降雨持续时间的增大而降低。     

冲压技术在阿尔及利亚东西高速公路中的应用

为确保阿尔及利亚东西高速公路高填路基的填筑质量,针对C1B5S填料建立一段试验路基,在填料压实度和变形模量双控标准的基础上,采用冲击压路机进行补压增强,研究其碾压遍数与压实度、沉降量的关系,以确定最佳施工工艺;同时对代表性工点进行工后沉降观测分析,结果表明冲压补强的高填路基工后沉降量是路基本体高度的0.08%～0.10%,路拱横坡改变小,对控制高填路基的差异沉降和工后沉降效果良好。     

跨越断层路堤减隔震措施研究

为研究跨断层路堤的减隔震措施，基于Abaqus软件建立三维路堤数值模拟，研究断层错动过程中路堤在加和不加筏板基础两种工况的动力响应，并进一步讨论在加筏板基础情况下，筏板位置对路基减隔震效果的影响。研究结果表明:第一，合理放置筏板基础可阻断断层从上覆土层向路堤顶面的传递，使断层在路堤中的传播倾角变小，破裂带分散，起到耗散能量的作用，最后达到减小路面竖向位移的目的，起到减隔震的作用；第二，路堤高度的增加可以减小断层错动对路面变形的影响，使断层带上的路面变形曲率减小，增加路面的平稳性。     

面层模量对重载交通沥青路面受力特性及使用寿命的影响分析

面层模量是路面设计的重要力学参数,它的取值将直接影响到路面结构的设计结果及受力特性。应用路面计算程序,系统分析面层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力以及路面结构疲劳寿命的影响,并阐述其影响规律。结果表明,面层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性及使用寿命具有显著的影响,提高面层模量值将增大面层应力,显著减小路表弯沉值、基层及底基层层底拉应力,进而提高路面的疲劳寿命。     

沥青路面线性疲劳损伤特性及应力状态演变规律

为了研究沥青路面结构在车辆荷载作用下的疲劳损伤演化特性及应力状态演变规律,运用通用有限元软件ABAQUS及二次开发平台,建立考虑路面材料线性疲劳损伤的沥青路面结构数值计算模型,分析沥青路面结构在车辆荷载反复作用下路面结构损伤以及路面结构内部水平正应力的空间分布与演化规律。结果表明:路面结构损伤主要分布在双轮中心线下靠近层底的区域,随着荷载作用次数增加,基层层底与底基层层底损伤度均增加,但增加幅度逐渐减小;双轮中心线下靠近层底区域,考虑损伤的路面结构相比无损路面结构,水平拉应力均有所减小,且随荷载作用次数增加,水平拉应力逐渐减小,但减小的幅度逐渐趋缓。研究结果可用于路面维修养护中路面破坏区域及程度的判断,以及路面设计研究中设计指标的确定。     

石灰岩风化料改良高液限粘土路用性能试验研究

为合理利用高液限粘土作为路堤填料,降低其收缩开裂性能,采用在高液限粘土中掺加不同剂量的石灰岩风化料,探讨石灰岩风化料掺量对高液限粘土路用性能的影响。试验表明,掺拌石灰岩风化料的高液限粘土,液限塑性指数降低,密实度增加,具有良好的路用性能,能满足设计规范对路堤填料的要求,并以掺量为30%时效果最佳。     

甘肃国际陆港中心区道路路面结构优化设计研究

为了确定适用于甘肃国际陆港中心区道路的路面结构，根据当地气候环境、路面类型确定了五种典型路面结构组合。采用路表弯沉、半刚性底基层层底拉应力、沥青层永久变形、低温开裂指数、半刚性基层疲劳寿命、路面造价等参数表征路面性能，通过模糊数学对五种典型路面结构进行综合评价。结果表明:结构三的弯沉值最小，路面整体强度较好；结构一底基层层底拉应力最小，基层抗开裂性能最好；结构一的底基层疲劳寿命最大，具有较高的抗疲劳性能；结构四造价最低，具有较好的经济性。综合评价表明结构五的综合性能最优，综合评价结果为0.95，针对甘肃国际陆港中心区道路所处的气候环境及交通特点，最适用于该区域的路面结构为结构五。     

砂砾填筑及土工格栅改善桥头跳车机理研究

采用有限元计算的方法，分析了桥梁台背回填砂砾和粘土的受力状态的差别；并分析了不同层距土工格栅加筋路堤的受力变形特性。得到以下主要结论：①土体的材质对沉降有十分明显的影响，对于弹性模量、内摩擦角、粘聚力相对稼大的砂砾而言，其整体性能比粘土要优良，更适合做路堤填土；②土工格栅加筋作用能够有效减小路堤沉降量，提升路堤的整体性和竖向变形均匀性，且格栅层距越小效果越明显；③格栅有利于改善路面结构和搭板的受力和变形特性，从而延长路面使用寿命。     

软土地基高速公路扩建中新老路堤相互作用数值分析

采用弹塑性有限元方法分析了老路边坡开挖和加宽部分路堤填筑对老路变形特性的影响。计算结果表明：原有路堤边坡削坡和台阶开挖将会使得老路中心的竖向沉降略有增加，坡脚侧向位移回缩，且不同开挖方式对原有路堤影响不同；加宽部分路堤的填筑将会使得老路中心上抬，路肩点发生较大附加沉降，引起老路路肩与路中心之间产生过大的附加差异沉降，明显加大路面横坡，极易导致对老路路堤、路面的拉裂，降低道路等级，必须采用合适的软基处理方案对加宽部分软基进行处理。另外，宽路堤的变形特性不同于窄路堤，其沉降呈中央小两边大的形式，并且最大沉降位置随路堤高度的增加向路堤中央移动，了解宽路堤变形的这一特性有助于其软基处理方案以及加固效果监测方案的优化。