CFG桩网复合地基路堤施工变形影响因素的三维模拟分析

以江西某高速公路某经CFG桩网复合结构处理的深厚软基试验段为研究对象,运用FLAC3D有限差分软件,计算分析了桩长、桩间距、褥垫层厚度以及土工格栅层数等设计参数对桩网复合地基在路堤填筑时路基变形的影响。计算结果表明:路基表面变形随桩长的增大而减小,随桩间距的增大而增大,两者对路基表面变形影响程度较大;垫层厚度对路基表面水平位移影响程度较小,而对路基沉降有一定的影响;土工格栅层数对路基表面沉降影响程度较小,而对水平位移有较大影响。因此,从节约工程成本和软基加固效果综合考虑,设计参数采用桩长为21m与15m的混合桩、桩间距布置为2.0m、褥垫层厚度设为0.4m、设置一层土工格栅的加固方案更为合理。     

高速公路扩建工程土工格栅应用现场试验研究

依托某高速公路改扩建工程,将土工格栅应用到该拓宽工程路基中,为研究土工格栅的加固机理,对土工格栅铺设的层位、位置、宽度和类型四个因素开展现场试验,研究土工格栅在不同情况下加筋处理的效果。结果表明:桩顶垫层土工格栅拉伸力大;路基填土越高加筋效应越好;2 m宽土工格栅中部拉伸力较4 m宽和6 m宽都大;钢塑格栅较塑料格栅拉伸率小而拉伸力大。试验结果可为路基拼接设计施工提供参考和指导。     

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。     

刚性桩-半刚性桩-土工格栅增强路基承载及影响参数

刚性桩-半刚性桩-土工格栅是加固路基工程的一种有效方法,与传统桩网结构路基相比,桩-土相互作用更为复杂。为分析其承载特性,尤其是刚性桩桩身长度、桩径、桩间距和土工加筋材料及其种类对路基沉降和桩土应力比的影响规律,研究了复合路基加固优化设计方案,开展了在静力荷载下的室内模型试验和有限元方法理论计算。研究结果表明：刚性桩和半刚性桩的承载力均主要由侧摩阻力分担,但侧摩阻力发挥程度存在一定差异;路堤上部荷载在刚性桩-半刚性桩-土工格栅加固路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,沿路堤行车方向向路堤横断面方向扩散;桩顶平面土体沉降在横断面上呈“W”分布,刚性桩能够显著减少其桩顶位置土体沉降量;在一定范围内,增加刚性桩的桩身长度、增大桩径、减小桩间距,能够减小7.12%～35.96%的路基土体变形和路基总沉降量,并提高路堤承载能力;在路堤中设置土工加筋材料,其与碎石垫层协同工作,可协调荷载在路基中重新分配,使其内部应力分布更为均衡;与土工格栅相比,土工格室具有三维立体结构,对减小路基内部土体沉降和调节荷载传递有更好的效果。在实际工程中,应根据上部荷载和地质条件,合理设计桩身长度、桩径和桩间距,选用合适的横...     

软基处理路堤极限填高计算分析

根据吉林省东部山区广泛分布的草炭土软土层的力学特性,针对反压护道、土工格栅、聚苯乙烯泡沫塑料块、砂桩、砂砾换填及土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板等6种公路常用的软基处理措施,对天然软土地基及处理后的地基用JANBU法进行稳定性计算,得出指导施工快速填筑而不致失稳的路基极限填高。经过对数据进行分析比较,发现处理此种软基最有效的方法是用砂砾换填。处理后路基的极限填高可提高2．4m;其次是砂桩加复合土工布、土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板,极限填高可提高1．9m;而反压护道应根据不同的路基填高对其宽度进行必要的调整,才能达到预期目的。     

新老路基相互作用下山区公路拓宽工程的变形数值模拟

根据山区公路改扩建工程的特点,结合重庆某山区公路的改扩建工程,采用FLAC3D有限元进行数值模拟,对山区改扩建公路的路基横向变形规律、路基断面形式、路基边坡稳定性进行了研究。结果表明,随着路基拓宽的逐渐增加,老路基沉降变形和新路基的沉降量随之增大,随着新老路基结合部的移动,最大沉降点也随之移动。在新老路基结合的位置,沉降值达到最大;老路基一次荷载作用后,其拓宽宽度和沉降变形联系较小,沉降变形基本不变,随拓宽宽度的增大,沉降变形随之增大。随共同作用层的增大,差异沉降随之增大。在共同作用层设置土工格栅前后,施工期路基沉降量变化较小,运行期路基沉降量变化则比较明显。当具有较大变形量时,在土工格栅设置后,变形量有较大的降低。     

碎石桩加固软土地基路堤变形与稳定性分析

碎石桩通常被用于软土地基路堤的加固,且在路堤下采用加固层会使得总应力进一步转移到碎石桩上,从而减小基础底部土体的总变形。采用PLAXIS二维有限元程序,研究了软土地基上碎石桩和土工合成材料对路堤变形和稳定性的影响。通过单元-平面应变转换方法将碎石桩转换为等效墙,再结合综合参数分析,研究了不同临界参数对路堤性能的影响。结果表明:在路堤下铺设高刚度土工格栅时,碎石桩加固软土地基路堤后总变形显著减小;碎石桩长度对路堤总变形的影响最大,将碎石桩长度从0.25 H(H为软黏土厚度)增加到0.75 H可使路堤的竖向和水平变形分别减小约2倍和5倍。此外,高刚度基底土工格栅的采用使路堤的稳定性显著提高,施工完成时安全系数从1.25增加到1.9左右。     

济青高速公路拓宽路基差异沉降控制模型试验对比研究

济青高速"四车道改八车道"是山东省第一条不中断交通条件下进行的高速改扩建工程,为了防止出现新旧路基差异沉降问题,本文以济青高速改扩建项目四标段的实际工程为例,首先分析了高速公路路基拓宽出现沉降的原因,通过室内模型实验,分别进行了无加固、碎石桩、土工格栅、CFG桩加固的高速公路路基拓宽模型试验研究,并对试验结果进行了对比分析:根据试验结果提出了以CFG桩控制沉降为主、土工格栅为辅的控制新旧路基沉降的施工方法能有效降低拓宽路基沉降问题,实际工程取得良好效果。     

碎石桩与土工格栅联合加固高原湿地软路基机理研究

针对内蒙古高原湿地软路基的特殊土质,结合碎石桩和土工格栅在地基加固中的作用特点,提出用碎石桩与土工格栅联合加固的方案来处理穿越高原湿地的软弱路基。并利用平面应变弹塑性有限元数值分析方法,对这种路基的受力性状、作用机理进行了多方面研究。结果显示土工格栅在其中起到类似抗拉膜的作用,从而控制地基的不均匀沉降,减小路堤坡脚附近的侧向位移,增加路基的极限承载能力。但格栅对路基沉降量的影响则较小。通过实际沉降观测表明理论分析和实际效果是一致的。     

土工格栅和土工格室加筋在公路拓宽工程中的应用对比分析

为研究土工格栅和土工格室在公路拓宽工程中的应用技术,采用FLAC3D软件,基于摩尔-库仑模型,研究了老路基和新拓宽路基的沉降变形规律、土工格栅和土工格室加筋位置对路基沉降和竖向应力分布的影响,分析了土工格栅和土工格室作用机理,提出土工格栅-格室组合加筋方案,供工程设计及施工参考。     

土工格栅二灰土加宽路基的力学特性

以青岛—银川高速公路济南至青岛段某加宽段改扩建工程为依托,对土工格栅二灰土加宽路基施工力学特性进行对比分析,得出以下结论:(1)土工格栅与二灰改良土有效控制了路基竖向位移的发展,竖向位移以新、旧路基坡脚处为中心呈现近似弧形辐射衰减;(2)加筋材料摩擦效应有效抑制了路基填土的挤出变形,加筋后的路基填土的水平变形明显减小,有利于改善路基整体受力特性,路基水平位移受时间效应影响较小;(3)铺设土工格栅形成明显的网兜效应,路基填土塑性区的发展得到有效控制;(4)剪、压破坏塑性区主要集中在路基与旧路基结合的坡脚处,这与位移场计算结果相一致,在设计与施工中应予以关注;(5)加宽路基竣工后,水平位移先增大后减小表现出一定程度的非线性,宏观上表现为鼓状变形.土工格栅与二灰土改良有效控制新路基水平位移的发展并满足其稳定性要求,后期路基水平位移主要由土工格栅拉伸引起的.     

L形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维有限元分析

将加筋土挡墙应用于旧路基拓宽工程,采用土工格栅加筋结合L形钢筋混凝土面板的直立式加筋土挡墙,将地基、新老路基作为一个整体考虑,利用ABAQUS软件建立三维有限元弹塑性模型,计算并分析了土工格栅及铺设层数对拓宽路基顶面位移与应力分布、面板侧向位移以及旧路基变形特征的影响,及土工格栅抗拉强度在拓宽路基中的分布规律。结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟拓宽路基加筋后顶面沉降、面板侧向位移、顶面平均应力分布以及土工格栅抗拉强度的变化规律。     

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。     

塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基机理研究

针对某高速公路高填软基的特殊土质,结合塑料排水板和土工格栅在地基加固中的作用特点,提出用塑料排水板与土工格栅联合加固的方案来处理软弱路基,并利用MIDAS有限元数值模拟软件,对塑料排水板与土工格栅联合加固机理进行研究。结果显示,土工格栅在其中起到类似抗拉膜的作用,从而控制地基的不均匀沉降,减小路堤坡脚附近的侧向位移,增加路基的极限承载能力,但土工格栅对路基沉降量的影响较小。     

郑西客运专线水泥土特性与挤密桩承载力试验研究

基于高速铁路客运专线对路基变形的严格要求,路基的长期变形稳定性主要取决于能否很好地解决地基问题和路基填料问题,包括处理措施选择及工程施工质量。通过室内土工试验和理论分析,研究了水泥改良黄土的压缩特性、强度特性、水稳定性;同时进行了现场水泥土挤密桩单桩复合地基静载荷试验。试验结果表明,水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土地基方面有很好的加固效果。     

土工格栅包裹碎石桩力学特性数值模拟分析

为了研究加筋包裹碎石桩中土工格栅和碎石的力学参数对桩体承载性能的影响程度,基于室内试验建立ABAQUS三维有限元计算模型,分析碎石内摩擦角、碎石弹性模量和土工格栅弹性模量对桩体承载力、桩身侧向变形和桩土应力比的影响,探讨分析了3个参数提高桩体承载性能的作用机理。结果表明:碎石内摩擦角对加筋包裹碎石桩的桩体承载力的敏感度最高,碎石弹性模量对桩土应力比的敏感度最高,土工格栅弹性模量对桩身最大侧向变形的敏感度最高;碎石内摩擦角、土工格栅弹性模量、碎石弹性模量对于桩体承载性能的影响分别主要表现为提高桩体承载力、减小桩身侧向变形,以及提高桩土应力比、增强桩身荷载传递性能。     

黄土地区加筋路堤变形控制效果研究

将土工格栅作为加筋材料铺设于黄土路堤中能够有效改善路堤的变形特性,提高路堤的稳定性。通过一系列土工试验,研究了山平高速公路黄土路堤填料的基本物理力学性质;建立数值分析模型,对比分析了交通荷载作用下黄土路堤在未加筋和加筋两种工况下的变形特性;研究了筋材布设方式对黄土加筋路堤的影响,并进行了参数分析。结果表明：土工格栅能够有效减小黄土路堤顶面沉降、不均匀沉降和侧向位移;当格栅铺设层数相同时,等间距铺设的效果要好于非等间距铺设;荷载大小、填土参数、筋材参数对加筋路堤工作性状影响较大;筋土界面似摩擦系数对边坡稳定性影响较大。     

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。     

青藏铁路多年冻土斜坡路基变形与稳定性分析

通过对青藏铁路安多试验段多年冻土斜坡路基3年变形监测,分析斜坡路基水平位移与竖直沉降的特征：在路基填筑后第一年斜坡路基变形较大,阴阳坡变形存在明显差异,随着斜坡路基趋于热稳定,其变形速率逐渐减小,变形趋于稳定。利用极限平衡理论研究斜坡路基在设置土工格栅和不设置土工格栅两种工况下的稳定性,计算得出其稳定性系数均大于1．2,每年10月斜坡路基稳定性系数最小,设置土工格栅能有效提高斜坡路基的稳定性。