高架桥基础承台开挖引起的路面差异沉降控制方法研究

高架桥基础承台施工时需开挖基坑,回填后新路基在车辆荷载作用下将产生较大的沉降,故造成新老路基上部路面的差异沉降。该文采用有限差分软件FLAC3D分析研究不同的土工格栅层数、格栅模量、格栅位置、回填材料以及基坑开挖方式对减小路面差异沉降的效果。计算结果表明:格栅层数越多对减小差异沉降的效果越好,并且随着格栅层数的增加,格栅加筋效果减弱。增加格栅模量也可减小路面不均匀沉降,且格栅铺设的3个位置都有作用,其中铺设在面层与基层交界处效果最好。回填材料选择二灰土可以明显减小新老路基的差异沉降,故采用类似二灰土等坚硬的回填材料具有很好的效果。基坑开挖采用放坡开挖的方式,对减小沉降与差异沉降方面的效果优于台阶开挖。     

承台伸入路基造成路面差异沉降的研究

为了研究高架桥下基础承台伸入路基导致承台上部路面与回填基坑上部路面的差异沉降,采用了FLAC3D软件进行建模分析,主要研究土工格栅与回填材料对减小差异沉降的作用。通过研究不同格栅层数、承台埋深、格栅铺设位置、格栅弹性模量以及回填材料来分析不同的因素对差异沉降的影响。计算结果表明:不同铺设位置的土工格栅都具有减少路面沉降以及承台与基坑开挖路面间差异沉降的效果,并且铺设层数越多,效果越明显;不同承台埋深对差异沉降也有影响,较大埋深的承台能够减小两者间的差异沉降;适当加大格栅的弹性模量,能够提高格栅对减小差异沉降的作用;采用二灰土作为回填材料能够明显减小差异沉降,且二灰土与格栅相互结合的方式能够最大程度地减小承台与路面的差异沉降。     

土工格栅处治填挖交界路基不均匀沉降技术研究

为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,建立了加入不同竖向间距土工格栅的路基有限元计算模型,分析了格栅竖向间距对路面顶面的竖向位移的影响,当土工格栅间距在2 m以上时,处治效果很差;当格栅间距在1 m以内时,能够取得较好的处治效果。另外分析得出挖方段土工格栅的最小长度为2 m。在此基础上,结合宛坪高速公路工程实际,提出了台阶开挖、土工格栅铺设方案和冲击压实等处治填挖交界路基不均匀沉降的施工处治方法。     

土工格栅加筋填挖交界路基离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,对填挖交界路基处不同的土工格栅加筋方案对于不均匀沉降的处治效果进行研究。通过测量填挖交界路基表面测点的沉降量和位移变化,分析土工格栅铺设的层数对填挖交界路基不均匀沉降和路基整体稳定性的改善作用,因此根据对比试验获得最佳的处治方案。试验研究结果表明:铺设两层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要优于只铺设一层的,而铺设一层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要好于不铺设土工格栅的。     

土工格栅加筋作用对拓宽路基沉降的影响分析

以铺设和不铺设土工格栅的2种模型进行计算,分析土工格栅的作用机理;从土工格栅的铺设层数、层位、长度,以及材料弹性模量等参数对路基沉降的影响进行分析,得出在路基拓宽工程中铺设土工格栅能够改善新老路基接合处的受力状况,对控制拓宽的新路基沉降有益。土工格栅铺设的层数越多,对路基的沉降控制越好。     

高速改扩建路基施工中土工格栅加筋技术优化研究

为充分发挥土工格栅加筋技术在高速改扩建施工中的优势,进一步解决公路路基加宽施工中的差异沉降问题,本文以云南省昆明市附近一段改扩建高速公路为例,建立改扩建路基有限元模型,分析不同路基填筑高度后的地表附加沉降及路面横坡变化规律。采用土工格栅加筋技术,通过改变土工格栅的弹性模量,加筋长度、铺设位置及加筋层数等技术参数,分析不同参数下路基表面沉降及横坡的变化。研究结果表明:土工格栅等加筋材料对减少路基沉降效果明显,但路基高度超过5m,单纯靠加筋处治减缓路基差异沉降效果不显著。当加筋材料弹性模量为1GPa时,在地表顶层和底层铺设两层加筋材料能满足经济性与有效性的双重要求。该研究结果对公路路基加宽施工中加筋技术的的设计、施工提供了技术参考。     

加筋土中土工格栅布置方式优化分析

利用数值模拟研究软粘土地基加筋土土工格栅最优布置方式,着重研究首层格栅埋置深度、格栅间距、格栅层数以及格栅长度对加筋土极限承载力的影响。通过逐渐增大基础表面荷载获得荷载-位移曲线,根据曲线拐点确定地基极限承载力。研究结果表明:地基承载力随首层格栅埋置深度增加呈现先增大后减小的趋势,当首层格栅埋置深度为0.2B时,地基承载力达到峰值;格栅间距小于0.25B时,地基承载力随格栅间距增大而增大,当其大于0.25B时,地基承载力随格栅间距增大而迅速减小;地基承载力随格栅层数增加均有所提高,但当其大于4层时,地基承载力增大速率明显降低;格栅长度小于2.0B时,地基承载力随其增大而显著增大,格栅长度大于2.0B时,格栅长度增加引起的地基承载力增大较小。     

土工格栅在填方路堤中的加筋作用试验研究

为了进一步理解土工格栅的加筋作用和在填方路堤中的应用方法,基于室内三轴试验,对加筋土的作用机理和力学性能进行影响分析,并建立了FLAC~(3D)数值模型,对土工格栅在填方路堤中的铺设方案开展优化设计。分析结果表明:加筋土样的承载能力明显大于未加筋的情况,随着加筋层数的增加,土工格栅的侧向约束作用越大,准黏聚力变化最明显;拟采用的双向土工格栅效果优于单向土工格栅,可以有效防止周围填土的扰动,增强筋土界面的嵌锁效应;随着填筑层数的增加,路堤的最大沉降位置和集中沉降区域向下移,而且整体位移趋于均匀、稳定;土工格栅的位置和长度均能影响路堤的沉降和侧向变形,分析模型得到的最优方案为在距坡脚0m的位置铺设35m左右的土工格栅。     

路基拓宽段差异沉降数值模拟

为研究高速公路路基拓宽段的差异沉降,利用FLAC3D软件研究了路基加筋、路堤高度、加筋层数、筋材弹性模量等因素对路基差异沉降的影响。结果表明,在新老路基拼接处设置土工格栅,可有效减小新老路基间的差异沉降;随着填筑高度的增加,路基的差异沉降明显增加;在路基拓宽工程中,铺设多层土工格栅可减少路基的差异沉降;随着土工格栅弹性模量的增加,也能有效地减少拓宽路基的差异沉降。     

土工格栅处治老路拼接的加筋效应分析

为了评价挡块式土工格栅在老路拼接中的加筋效果,结合山东省聊城市滨河路老路改造工程现场试验,建立了土工格栅处治老路拼接的计算模型,研究在道路分级加载情况下路堤填土分别与挡块式土工格栅、普通土工格栅共同受力变形特性,对土工格栅在不同工况的加筋效果、层数效应及宽度效应进行了有限元分析,并将有限元结果与试验结果进行对比,分析了挡块处水平应力。研究结果表明:在新老路拼接中,挡块式土工格栅应变值大于普通土工格栅应变值,格栅端部挡块发挥了侧阻力作用;铺设挡块式土工格栅较普通土工格栅更有效减少不均匀沉降、提高加筋效果;土工格栅铺设位置越靠近路基底部,土工格栅发挥的作用越好;在新老路拼接中,普通土工格栅的设计宽度应大于6m;当老路开挖台阶宽度小于3m时,铺设挡块式土工格栅有利于解决普通土工格栅锚固长度不足的问题;研究成果对新老路拼接处的处理有借鉴意义。     

城市道路路基拓宽处治中土工格栅数值分析

公路改扩建城市道路工程中通常采用土工格栅处治路基拓宽搭接处新旧路基差异沉降。相关设计规范明确了新旧路基差异沉降的控制技术和控制标准,但对于土工格栅在路基拓宽处治段中最佳布设层数和竖向间距、位置等目前多为经验性的缺乏相应的设计方法和规范指导,存在经济上的浪费或效果不佳。以荆门南高速出入口综合整治工程拓宽搭接段为研究对象,建立路基拓宽有限元计算模型,通过有限元数值分析研究铺设不同方式土工格栅拓宽路基对路面竖向位移及路面横坡比的影响。根据计算结果确定了合理的格栅竖向间距与铺设方案,该研究结果可以为公路改城市道路路基拓宽处治提供方案参考。     

陡坡地段路基差异沉降影响因素及控制措施研究

以实际工程为背景,基于正交试验方法对山区陡坡路基沉降数据进行方差分析。结果表明,各影响因素对陡坡路基差异性沉降的影响程度依次为:填土高度斜坡坡度地基土性质;进一步通过回归方程和响应曲面图,定量直观地揭示了3个因素对路基差异沉降的影响规律。再利用FLAC3D模拟陡坡路基铺设土工格栅和未铺设时的沉降情况,结果表明,铺设土工格栅后差异沉降值较未铺设时减小了33%,表明铺设土工格栅能有效减小陡坡路基差异沉降。     

双向土工格栅处理桥头跳车的试验研究

为了研究桥头跳车问题,对采用双向土工格栅加筋与短搭板相结合的方法在武汉阳逻长江大桥接线上进行了实体工程试验研究,对桥头加筋和没有加筋路堤的分层沉降和地基沉降,以及路堤中的土压力进行了对比观测。建立了考虑土工格栅-土界面接触特性的有限元模型,分析了双向土工格栅加筋层数、层间距、格栅的抗拉模量,桥头路堤填土的模量、粘聚力、内摩擦角和地基土的力学性质时桥头路堤沉降的影响规律。结果表明,采用双向土工格栅加筋和短搭板相结合的方法,可以达到消除桥头跳车的目的;从桥头路堤表面向下以一定层间距布设加筋层,随加筋层数的增多(加筋深度随之增大),外荷引起的附加剪应力能向更深处传递,是加筋效果提高以致桥头差异沉降减小的重要原因,但最大有效加筋深度约为2.5～3.6m;当格栅层数一定时,如果采取等间距布置,适中的层间距时桥头路堤沉降最小;增加填土的弹性模量和内摩擦角或土工格栅的刚度,可以有效降低双向土工格栅加筋的桥头路堤沉降。     

高速公路拓宽土工格栅加固效果分析

为了研究土工格栅在路基拓宽工程中减小新旧路基由于固结程度不同产生差异沉降的效果,结合工程实例通过有限元分析方法和工程类比法,分析土工格栅在控制新老路基沉降过程中的作用。表明通过新路基中铺设土工格栅的方法可以有效改善新老路基的差异沉降。并有效加固了新路堤边坡。     

高填涵洞差异沉降土工格栅处理效果研究

针对高填方涵洞差异沉降控制方案，利用有限元ANSYS程序，分析了不同格栅密度及铺设层位对减小差异沉降的效果。结果表明，铺设土工格栅可减小涵洞顶部差异沉降，提高路基整体刚度和承载能力。     

土工格栅对加筋高填路堤稳定性影响特性分析

山区加筋高填路堤的设计和施工中,土工格栅对其稳定性的影响因素并不是很明确。为了有效地分析土工格栅对加筋高填路堤稳定性的影响,该文结合广东省云(浮)-罗(定)高速公路典型高填路堤工程,在分析未加筋路堤的稳定和变形特性的基础上,对土工格栅参数设计进行比选和优化。根据格栅铺设位置的不同,选择不同的格栅长度、格栅层数、拉伸模量等,利用强度折减数值模拟技术,计算和分析不同工况条件下土工格栅设计对安全系数和潜在滑动面的影响。研究结果表明:采用路堤下部格栅铺设的方式对边坡安全系数的增加较明显,计算的安全系数比在路堤中部和上部铺设格栅工况条件下的值大。在相同的计算参数情况下,土工格栅的拉伸模量为50~200kN/m、层数为7~9层时,加筋效果较明显;在高填路堤中,在路基中下部8~26m范围内铺设土工格栅及边坡坡脚附近上下加铺土工格栅,加筋效果明显。     

公路隧道下穿铁路路基的沉降行为研究

对公路隧道下穿铁路路基拓宽改造后新老路基的沉降行为和路面结构变形机制进行了研究。结果表明,公路隧道下穿铁路路基拓宽改造后的路径不同区域的路基沉降在位移达到16～20 cm时基本趋于稳定,柔性位移计监测得到的土工格栅位移伸缩量(约2 mm)远小于破坏极限值;加土工格栅对路基路面沉降效果影响较小,但是可以对基层的附加应变起到抑制作用,从而缓解差异沉降。无论是上面层、中面层还是下面层,无荷载、静荷载、动荷载和卸载后的应变都随着距离旧路基中心线距离的增加而先增加至峰值而后逐渐减小,且应变峰值都未出现在新旧路基连接处,而是在距离路基连接处约1 m位置。     

土工格室加筋新老路基拼接段影响分析

为了解土工格室加筋新老路基拼接段的效果以降低差异沉降,应用有限元程序建立了计算模型,分析了土工格室铺设层位、模量、高度和铺设宽度对新老路基拼接段差异沉降的影响.结果表明,加筋位置越靠近路基底部,降低路基差异沉降的效果越明显;加筋层数多比加筋层数少效果明显,加筋1层、3层时比不加筋时最大差异沉降分别降低了4.7%和8.4...     

土工格栅加固处理软土路基优化研究

以土工格栅加固某软土路基扩宽工程为背景,运用MIDAS/GTS有限元软件建立路基三维模型,针对不同土工格栅加筋层数的软土路基进行位移、应力及稳定性对比分析,优选出最佳的土工格栅加固层数。研究结果表明:增大土工格栅加筋层数可以有效减少路基的位移和应力,提高稳定系数;当加筋层数为3层时,路基位移、应力减小幅度较大,加筋效果最明显;考虑到减小施工难度和降低工程成本等因素,选择铺设3层土工格栅加筋层为最优方案。     

桩与土工加筋层对公路路堤地基承载力的影响

为了研究桩与土工格栅加筋垫层联合作用对高速公路软土地基的加固效果,利用平面应变弹塑性有限元方法,建立路基的二维有限元模型进行数值计算.分析桩顶铺设土工合成加筋垫层对提高复合地基承载力和稳定性所起的作用,包括在置换率一定时,不同桩径和桩间距对地基沉降和稳定性的影响,以及在置换率增加时,复合地基承载能力的提高规律;并对加密路面或路堤边坡范围内桩间距能减小路堤总沉降和改善不均匀沉降的效果进行计算分析.有限元分析结果表明:桩与土工加筋层能很好地控制公路地基的不均匀沉降,尤其对于软土地基效果更为明显,且通过加密路面范围内的桩间距能有效减小路堤沉降并改善路面的不均匀沉降.