贵州山区粉煤灰路堤应力变形数值分析

由于影响路堤应力、变形的因素较多,在填土荷载作用下,通过常规理论方法难以分析路堤的应力、应变.文中通过PLAXIS有限元方法模拟路堤在自重荷载下的受力情况,对其路堤进行塑性分析,获得其应力、变形的变化规律,同时通过实际观测数据对分析结果进行检验.     

不同高度拓宽路堤在行车荷载作用下的仿真分析

针对京石高速公路拓宽工程情况,采用ANSYS进行仿真计算,以最大差异沉降(应变)和路面结构层拉应力为计算指标,分析在行车荷载作用下不同高度拓宽路堤的应力、应变(或沉降)情况。研究表明:1行车荷载对路基顶面差异沉降有影响,路堤高度越小,影响越大。当路堤高度达到16m后,行车荷载影响增长率小于5%;2在超载30%情况下,路堤差异沉降增长率:1.6m高路堤的增长率为19.07%,5m高路堤增长率为14.12%,8m高路堤为13.00%;轴载25kN对路基沉降影响可忽略不计;3同一时间,路堤高度越大则累积最大塑性应变越大;高度一定则塑性应变增长率随着时间的发展逐渐减小;4随路堤高度增大,沥青路面结构应力松弛效果产生的速度越快。     

荷载作用下软土地基低路堤应力应变分布规律分析

该文针对软土地基低路堤内部应力应变状况,利用有限元方法分析了不同荷载作用、不同土基强度以及不同的硬壳层厚度对低路堤内部的应力应变的影响,并探讨了不同影响因素下横向的应力应变分布状况。分析结果表明,采用低路堤设计,利用人工硬壳层等措施可以满足路用性能的要求。     

路堤荷载下CFG桩复合地基桩土应力比原位测试

通过对德兴至南昌高速公路填土路堤下CFG桩复合地基桩土应力比的现场原位测试试验,对不同桩距的CFG桩复合地基在路堤填筑施工期和载荷试验承栽板下的桩土应力比测试结果进行分析,探讨了桩土应力比随荷栽和时间变化的规律.结果表明:路堤荷载条件下与刚性荷载下桩土应力比的变化规律存在着差异,在路堤施工期测试的桩土应力比较刚性荷载试...     

超载作用下低路堤地基稳定性模型试验研究

为研究超载作用下低路堤地基的稳定性,建立了1∶1足尺低路堤结构模型,进行了峰值为50kN的标准轴载和峰值为70kN的超载作用10万次的模型试验,对比分析了应力和应变的变化规律。试验结果表明:在峰值为50kN的标准轴载和峰值为70kN的超载长时作用下,低路堤各深度处的应力和各结构层的应变均会出现累积现象;荷载作用次数一定,峰值为70kN的超载作用下的应力及应力累积增量均为峰值为50kN时的1.4倍。峰值为70kN的超载作用下的应变均大于峰值为50kN时的应变,且随着荷载作用次数的增加,两者之间的应变差值逐渐增大,超载将会引起更大的沉降。依据模型试验结果,基于临界动应力视角,提出了超载作用下低路堤地基稳定的条件。文中研究成果为低路堤地基的稳定性验算提供了一种思路。     

行车荷载和填筑高度对粉性土路堤变形的影响

不同行车荷载、不同填筑高度下的变形应力有限元分析表明:超限车辆引起粉性土路堤的过大变形是导致半刚性沥青路面结构疲劳开裂的重要因素;路堤填筑高度>8m,随路堤高度增加,路堤内的应力、应变急剧增大,路基的变形远超过路基的容许弯沉。提高压实标准,路堤内应力几乎没变化,但对减少竖向变形的作用随填筑高度增加而逐渐增大。葡氏重型不同压实度标准的压缩、回弹模量表明,提高粉土路基的压实度,特别是90%、93%区的压实度能有效地降低路基的孔隙比及变形,改善路面结构的疲劳拉应力状况。     

路堤荷载作用下硬壳层软土地基的破坏模式分析

针对路堤荷载作用下上覆硬壳层的软土地基的破坏模式，依托某沿海高速公路工程，基于大型通用有限元分析软件ABAQUS，对软土硬壳层地基路堤的分层填筑过程进行了数值分析。研究了硬壳层软土地基在路堤荷载作用下塑性区开展的过程及土中应力、应变特性，总结分析了其破坏模式。     

高速铁路黄土路堤结构动力响应数值分析

运用FLAC3D内置FISH语言编程实现列车荷载的施加，分析了两种黄土路堤结构在动荷载下的响应特征，并探讨桩板结构桩间距对路堤动力响应的影响。结果表明:桩板结构路堤各层的竖向位移均比无桩板结构的大；两种模型的动应力均沿线路横向呈马鞍型不均匀分布，轨下位置处动应力最大，桩板结构路堤峰值动应力比无桩板结构的大；桩间距为4 m时，基床表层表面位移最大，桩间距为3，2 m时，基床表层位移基本一致，并且比4 m时小，桩间距在2~3 m时基床表层表面位移较小。通过模拟结果发现，无桩板结构路堤动力响应比桩板结构路堤的小，在不考虑别的因素条件下，采用无桩板填土路堤结构较为合理。     

高速铁路低矮路堤灰土桩复合地基的动力特性分析

利用有限元软件MIDAS/GTS,分别建立了灰土桩复合地基和未经处理的黄土地基上铁路路基的三维有限元模型,用轨道不平顺法模拟列车荷载,分析计算了在不同速度列车荷载作用下不同路堤高度下地基土中动应力的分布,得出了桩土应力比的变化规律和地基瞬时变形规律。     

预应力混凝土简支梁桥在重载作用下的抗剪性能分析

以某跨度为32 m的变截面预应力混凝土简支T梁为研究对象,通过建立数值模型,重点分析了恒载、活载以及不同重载列车荷载组合作用下的梁体剪应力变化规律.分析得到了以下结论:预应力荷载对梁体剪应力影响最大,其次是自重荷载,最小的是二期恒载,剪应力峰值均发生在距离梁端支座1.5m处,恒载组合作用下梁体剪应力满足规范要求;C64型、C70型、C80型和KM98型列车荷载下剪力以及弯矩依次增大,简支梁桥结构的安全性能逐渐降低;不同荷载组合下的剪应力分布曲线变化规律相同,并且剪应力峰值均满足规范要求;工程中可以用剪应力作为控制梁体裂缝开展的主要因素,以初步防止开裂现象发生.     

h形抗滑桩布置方式的优化设计研究

目前对h形桩的布置形式优化设计研究较少且在实际中多按经验进行,鉴于此,文中以h形桩悬臂段长度及后排桩倾角变化为切入点,采用超静定结构算法和数值模拟相结合的方法,以某滑坡为工程依托开展h形桩的布置方式的研究。研究表明:排桩有一定悬臂段(h形桩)或前排桩有一定倾斜角度对整个桩身受荷段的受力情况改善明显;h形桩悬臂段长度的比值应控制在0.5~0.8;前排桩倾斜度控制在30°~45°时,h形桩的协调性更好,桩身更加稳固。     

h型抗滑桩的分析方法及在滑坡治理工程中的应用

以滑面为界将h型桩分为阻滑段和锚固段两部分,分别采用受横向推力作用的平面刚架模型和弹性地基梁理论计算抗滑桩结构内力。依托广东某滑坡治理工程,采用桩体内力监测和深孔位移监测研究h型抗滑桩的内力分布特征和坡体变形规律。结果表明:h型抗滑桩内力计算理论值和实测值较吻合,说明该内力分析方法是合理的;施工扰动和强降雨会加剧坡体变形,h型桩抗滑体系构建完成后,坡体位移逐渐趋于稳定。     

陡坡填方路基h型桩板墙受力机理研究

以杭黄铁路某典型工点陡坡路基为研究对象,基于桩板墙及h型抗滑桩计算理论，采用理论分析、数值仿真相结合的方法，分析了h型桩板墙的桩基、横梁与承载板的内力与变形、桩-土与板-土相互作用的规律。结果表明:设置了承载板后，h型桩整体的结构力学性能得到了提升。边界条件相同时，背靠式结构的力学性能优于内置式结构的力学性能。随着桩体横向间距的增大，副桩最大负弯矩、最大剪力及横梁最大轴力与桩间距负相关，主桩、副桩及横梁的其他力学指标均与桩间距正相关。对于实际工程，设置承载板的h型桩板墙的横向桩间距大于不设置承载板的横向桩间距。     

基于Griffith强度准则的岩溶区桩基溶洞稳定性分析

为了给出桩端荷载作用于不同位置溶洞的稳定性评价方法,首先,依据岩溶区桩基承载特性,不考虑桩身侧摩阻力的影响,将上覆土层等效为相同重度的岩层,建立简化计算模型。其次,将桩端荷载等效为一集中力,基于Mindlin解求得桩端荷载作用下半无限空间内的地层应力。再次,利用复变函数的方法求得溶洞在重力作用下的地层应力,其主要思想是通过映射函数将溶洞所在平面映射到单位圆外域上,根据边界条件对地层应力进行求解。最后,将桩端荷载作用下产生的地层应力与溶洞在重力作用下产生的地层应力进行叠加,从而得到桩端荷载作用在含有溶洞地层中的应力表达式,并在此基础上求得最大、最小主应力,同时引入Griffith强度破坏准则,对溶洞稳定性进行评价。结果表明：通过计算可得溶洞边界上的应力最为集中,因此在实际工程应用中,可对溶洞边界上关键点进行验算来判断溶洞在桩基荷载作用下是否会发生破坏;理论计算结果与工程实际情况吻合良好,为岩溶区桩端荷载作用下溶洞稳定性评价提供了一种新的、更为接近工程实际情况的理论计算方法;值得注意的是,所提计算模型是基于平面应变假定,不能考虑桩和溶洞之间的空间效应,因此该方法也只能考虑单个溶洞的影响,这些问题在后续研究中值得深入探讨。     

某公路下伏煤系地层路堑边坡滑坡悬臂抗滑桩偏位治理研究

某公路下伏煤系地层路堑边坡，在施工过程中悬臂抗滑桩发生倾斜变形，桩顶最大位移为760 mm，桩身倾斜角约4°，远超出桩身计算允许变形量66 mm。综合桩身质量检测、变形趋势分析，悬臂抗滑桩为偏位破坏。采用补充锚索、增设h型桩、回填反压组合方式治理成功，并运用FLAC3D模拟对组合方式的措施及效果进行分析，结果表明:补充锚索位于偏位抗滑桩悬臂端中部的锚固效果最好；组合h型桩结构宜放置在偏位桩的悬臂端中部，不宜放置在悬臂端以下；路基回填反压高度在4~5 m的范围内效果最佳。     

Further study on the wheel–rail impact response induced by a single wheel flat: the coupling effect of strain rate and thermal stress

A comprehensive dynamic finite-element simulation method was proposed to study the wheel–rail impact response induced by a single wheel flat based on a 3-D rolling contact model, where the influences of the structural inertia, strain rate effect of wheel–rail materials and thermal stress due to the wheel–rail sliding friction were considered. Four different initial conditions (i.e. pure mechanical loading plus rate-independent, pure mechanical loading plus rate-dependent, thermo-mechanical loading plus rate-independent, and thermo-mechanical loading plus rate-dependent) were involved into explore the corresponding impact responses in term of the vertical impact force, von-Mises equivalent stress, equivalent plastic strain and shear stress. Influences of train speed, flat length and axle load on the flat-induced wheel–rail impact response were discussed, respectively. The results indicate that the maximum thermal stresses are occurred on the tread of the wheel and on the top surface of the middle rail; the strain rate hardening effect contributes to elevate the von-Mises equivalent stress and restrain the plastic deformation; and the initial thermal stress due to the sliding friction will aggravate the plastic deformation of wheel and rail. Besides, the wheel–rail impact responses (i.e. impact force, von-Mises equivalent stress, equivalent plastic strain, and XY shear stress) induced by a flat are sensitive to the train speed, flat length and axle load.     

地铁列车荷载作用下地铁车辆段桩承式复合地基动力响应数值分析

为探讨软土地基经桩体加固后，地铁列车荷载作用下地铁车辆段轨道下部结构的复合地基动力特性及分布规律，采用有限元显式动力学方法，分析比较了广州地铁某车辆段轨道下部软基区域经桩体加固前后以及桩体模量对土体动力特性的影响。数值分析结果表明:(1)经桩体加固后，土体的振动加速度比无桩体加固时衰减更快，土体的动应力幅值有所减小，且土体动应力随桩体模量的增大而减小；(2)土体动应力随横向距离和深度方向变化过程中，局部区域呈现先增大再减小的趋势，说明桩顶和桩底附近出现了应力集中现象；(3)软黏土的动应力幅值和振动加速度幅值沿深度方向先快速衰减，后衰减趋于稳定，说明计算动力附加沉降时主要考虑软土浅层区域。     

不同基础下夯实水泥土桩桩土应力比的试验研究

桩土应力比是一个非常重要而且难以准确确定的参数。该文通过对郑(州)西(安)客运专线上夯实水泥土桩复合地基进行的单桩复合地基的载荷试验和路堤下桩顶应力、桩间土应力的现场测试,分别获得刚性基础下和柔性基础下的桩顶应力、桩间土应力和桩土应力比,以及它们随荷载水平和加载时间的变化规律。探讨了两种不同基础下使得桩土应力比产生变化的不同内在机理。据此,提出了由载荷试验得到的桩土应力比不能直接作为柔性基础下的桩土应力比,而应该乘以一个折减系数。研究成果可为夯实水泥土桩复合地基的桩土应力比取值提供指导性意见。     

铁路荷载对邻近桥梁桩基侧向力学特性影响分析

某铁路以路基形式在沙坪镇特大桥下穿川南城际铁路,两条铁路在穿越区域同期建设,为从设计源头消除路基形式铁路对穿越桥梁形式铁路的附加水平应力影响,基于有限元软件,在施工阶段和运营阶段下,对桥梁桩基的附加水平应力问题进行研究,并与理论计算结果进行对比分析.研究发现:铁路荷载对同一承台下的桩基影响存在差异,应力重分布与荷载作用...