水位升降对沿湖路基边坡渗流特征及稳定性影响的数值模拟

为了研究水位升降对沿湖路基边坡渗流场及稳定性的影响,基于饱和-非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论对算例路基边坡在设计水位升降方案条件下的孔隙水压力、体积含水率、浸润线变化规律进行了分析,并在此基础上研究水位升降对其稳定性的影响。研究表明:对水位升降条件下路基边坡渗流场进行正确分析是进行稳定性研究的先决条件;水位上升将引起路基坡面深度一定范围内的孔隙水压力增大,在入渗影响范围内,基质吸力逐渐降低甚至消失。水位下降后,由于水体的渗出,湖水位面以上的路基土体孔隙水压力降低,路基含水率与孔隙水压力具有相似的变化特征;路基浸润线在水位升降过程中变化明显;水位升降过程引起的路基边坡安全系数的变化表现为迅速增大、缓慢降低、加速减小、缓慢增大4个阶段。     

半填半挖红粘土路基非饱和渗流与变形数值模拟

针对半填半挖路基,建立非饱和土流固耦合有限元模型,进行雨水入渗条件下红粘土路基边坡渗流与沉降变形耦合的数值模拟,计算出降雨条件下路基含水率及孔隙水压力发展变化情况,并分析填挖方不同渗透性对路基差异沉降的影响,对比边坡防护前后降雨入渗对差异沉降变形的影响。分析得出:半填半挖路基降雨入渗时,填方土体入渗快于挖方土体,随着时间的增加,饱和区逐步扩大,红粘土路基发生湿软变形,填挖交界处产生差异沉降,通过采取路基顶面及坡面的防水处理,能显著降低雨水入渗对路基内部渗流场和应变场的影响及由此造成的湿化差异沉降变形,路基边坡竖向以及侧向变形均有大幅度减小。     

干湿路径对路基压实土剪切模量的影响规律研究

为探究气候变化诱发的路基土水分迁移对其力学性能的影响，在最优含水率和平衡含水率之间制备不同初始压实含水率的试件，经历干燥或湿润过程以模拟现场路基土的水分迁移，在此基础上进行非饱和土常含水率三轴剪切试验，分析其含水率、干湿过程、围压及孔隙比等因素对土体剪切模量的影响规律。结果表明:在最优含水率与平衡含水率之间，剪切模量与含水率具有良好的幂函数关系，且剪切模量随含水率的增加而减小；在相同含水率的条件下，由湿变干的剪切模量值比未经干湿变化的大，由干变湿的剪切模量值比未经干湿变化小；剪切模量随围压的增大略有增加，但较含水率及孔隙比而言，围压对剪切模量的影响较小；孔隙比越小，剪切模量越大，且含水率变化对剪切模量的影响在孔隙比较小时表现更加显著。     

大气作用下非饱和黄土路基湿度变化及影响因素研究

以西北地区的黄土路基为研究对象,以夏秋季节大气作用下的降雨—蒸发作用对路基湿度场、温度场以及变形的循环作用机理为研究目的,采用室内物理力学试验、人工填筑模型试验等多种研究方法,详实展开了降雨—蒸发循环作用下非饱和黄土路基土体含水率、温度、孔隙水压力以及变形的动态响应规律和稳定性研究;并对不同大气作用下,路基土体湿度场、温度场以及横向变形的变化规律和影响因素进行分析。发现非饱和黄土路基边坡在降雨入渗过程中,对应着一个临界入渗强度,路基边坡的表层土体含水率的变化比较明显,中雨对路基土体湿度变化的影响深度最大,路基不同位置土体含水率受到影响的程度不尽相同,非饱和黄土路基中水分的入渗速度要大于蒸发速度。     

压实黄土不同含水率理下微观结构特征

土的物理力学性质的差异或变化取决于土的微观结构.路基强度与变形的破坏,其根本原因是出自于土体内部结构的复杂性.以扫描电镜和数字图像处理系统为工具,定性和定量分析了不同含水率条件下击实黄土的微观结构特征.结果表明,不同含水率条件下,击实黄土的平均孔隙直径、平均孔隙面积和平均孔隙周长在最佳含水率下达到最小值.随着含水率的增大,击实黄土大、中孔隙的含量减小,微、小孔隙的含量增多.其微结构模型也发生相应的变化:松散集粒结构→紧密集粒结构→镶嵌结构→紊流结构→定向排列结构.     

基于PLAXIS的高水位路基沉降分析

运用PLAXIS对一实例工程设计进行了高水位路基沉降分析,并对路基坡脚点位移、超静水压、施工安全系数等进行了分析。针对该工程的实际情况,考虑到沉降引起的有效应力变化,做了更新网格分析。结果表明:①在具有高水位的软土层上修筑路基将导致孔隙水压增加,最大静水压位于路基中心之下;②各施工阶段皆处于安全状态;③使用更新网格和更新水压可以真实地分析土的沉降。     

环境温湿度作用下路基强度衰变试验分析

该文以环境场温度和湿度作用下典型路基土为研究对象,结合室内环境模拟条件下路基回弹模量测试试验及现场路基湿度与模量测试试验,研究路基强度的衰变特征.试验结果表明:室内环境模拟试验与现场测试结果相吻合,路基回弹模量受土质类型、路基含水率状态影响显著,建议公路路基设计应考虑含水率变化影响,细粒土填料应在最佳含水率附近压实,并...     

降雨条件下路基边坡渗流分析

该文依据岩土饱和-非饱和渗流理论,运用有限元分析软件,对降雨条件下路基边坡渗流场以及含水率分布、孔隙水压力变化情况进行了模拟分析。研究结果表明:在不同降雨强度下,当雨强大于土体饱和渗透系数时,入渗深度随时间逐步向下推移,并且推移深度较大;当雨强小于土体入渗能力时,入渗速度较慢,入渗深度小于饱和入渗。裂隙的存在对降雨入渗过程中孔隙水压力和体积含水率分布具有较大影响。     

关于孔洞型砌块对边坡降雨入渗影响的数值模拟

依据岩土饱和－非饱和渗流理论,运用有限元分析软件,对采用不同成孔方向的孔洞型护坡砌块的路基边坡在降雨条件下的渗流场、含水率分布以及孔隙水压力变化情况进行了模拟分析。研究结果表明：在孔洞率和降雨强度相同的情况下,成孔水平的孔洞型护坡砌块能更加有效地减小雨水的入渗量和入渗深度。     

重塑红黏土固结变形影响因素分析

基于一维室内固结试验,分析了初始状态和干湿循环状态下红黏土固结变形特性,并对固结试验过程中的保湿方法进行了改进。研究结果表明,压缩试验的保湿方法建议采用预先补水+湿毛巾覆盖的措施,需要补充水分的多少根据散失的水量来定。当含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数变化幅度不大。当含水率大于最佳含水率后,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数随含水率的增加变化幅度较大。从控制路基工后沉降的角度考虑,建议路基压实时的含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间。压实红黏土应力~应变关系可用ε/p=Kp~n式来表达。干湿循环后红黏土压缩系数明显比初始状态的压缩系数要大,且随着循环次数的增加,压缩系数增大,前3次循环压缩系数增加较大,第4次和第5次循环压缩系数趋于稳定。建议在路基沉降计算中采用长期压缩系数a_(1-2)指标(即第4次或第5次循环的压缩系数),使得计算结果更加符合实际情况。     

毛细阻滞型路基湿化病害中吸力分布规律

路基中的水分运移是引起公路湿化病害（工后沉降、差异沉降以及承载特性变化）的主要原因。然而,现有路基处理加固方式均属于内在处理,不能从本质上解决水分运移引起的病害,不仅增加成本,并且其长期性能尚不清楚。针对现有非饱和路基的内部水分运移规律进行研究,根据非饱和路基水分运移规律,一种新型路基形式被提出。在路基填土边坡上添加毛细阻滞层,进而有效减小路基中的水分运移。基于CODE_BRIGHT软件,通过比较有无毛细阻滞层的孔隙水压力和体积含水率分布,验证了毛细阻滞层在非饱和路基中的可行性。结果表明,毛细阻滞层下的路基,基质吸力变化明显减少。其影响范围缩小了80％,影响深度仅涉及到路基顶部．基质吸力的变化仅占普通路基的13％。根据吸力变化趋势可以预见,毛细阻滞层可以有效地降低路基的工后沉降和不均匀沉降。     

细粒含量对砂性土压实特性影响的试验研究

砂土作为一种比较特殊的路基填料，其压实特性对路基施工方式和施工质量有重要影响。随着细粒含量的增加，砂土填料可能呈现出不同的压实特性。根据现行《铁路土工试验规程》，用低液限粉土对一系列掺配不同细粒含量的细砂进行重型击实试验，研究细粒含量对砂土击实特性的影响。结果表明:细粒含量对砂土的击实特性有显著影响，随着细粒含量的变化，砂土的击实曲线可分为三种典型类型:随机小幅波动的类直线型、横写"S"型、单驼峰型，后两种击实特性曲线的临界细粒含量约在30%；细粒含量超过30%的砂土具有良好的击实特性，可作为一种良好的路基填料。     

青藏铁路西格段路基土体冻胀试验研究

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素,进行室内冻胀试验,测试不同温度下路基土体的冻胀率,分析不同含盐量、含水率、压实度和温度下的冻胀试验数据。结果表明:对于不同压实度和含盐量的试样,冻胀率随含水率增加逐渐增大;随着含盐量的增加,土体的起胀温度逐渐降低,土体的冰点也随之降低;含盐量低于1.0%时,随着压实度的增加土体冻胀率呈增大趋势,含盐量为2.0%时,土体冻胀率不随压实度的变化而变化,进一步增大含盐量时,土体的冻胀率随压实度的增加     

某高速公路试验段含水量对路基安全性影响试验研究

结合某高速公路试验路段路基填筑,通过对其含水量的变化进行动态监测以及相应的抗剪切强度试验,建立了路基安全性分析模型;在此基础上,对试验路段的路基在不同含水量条件下的安全系数进行计算分析,得出含水量变化对路基安全性影响的规律。     

连续降雨入渗作用下非饱和土路基稳定性研究

为了分析连续降雨入渗对非饱和土路基稳定性的影响，依托G30₁₁线（青海境）察尔汗-格尔木高速公路工程，基于非饱和土路基降雨入渗机理，建立公路路基降雨入渗计算模型，对比分析了非饱和土路基在降雨入渗作用下的孔压、沉降、位移与含水率随时间、空间（水平向、竖向）的分布规律，同时界定了路基降雨入渗影响范围。结果表明:在降雨入渗过程中，地表饱和区域逐渐向路基上部非饱和区域扩展，上部路基基质吸力和土体强度逐渐降低，但土体孔压和含水率逐渐增大。     

疏干孔负压抽水治理铁路路基冻害主要影响因素分析

以大准铁路前石门工区某段冻害路基为依托,提出疏干孔负压抽水法治理路基冻害,考虑真空泵负压值、疏干排水孔纵向间距及仰角3个因素,用有限元法模拟了21种工况,解决疏干孔排水治理路基冻害所需时间长、路基含水量不能在较短时间内降至冻胀含水量以下的问题。结果表明:真空泵负压值应取?75 kPa;排水孔纵向间距为1.0 m;最佳仰角为5°。     

软土路基真空-堆载预压沉降变形特征及卸载时机研究

针对处于沿海滩涂软土路基之上的铁路专用线,采用真空-堆载联合预压的方案加固路基地基,开展了大量的表层沉降、孔隙水压力、分层沉降等观测项目.据实测资料,分析了地基表面的沉降规律,并考虑了地基分层沉降与孔隙水压力的变化规律,全面揭示了整个地基地层的沉降变化特征.运用双曲线合理地预测了工后沉降,且推算出地基整体的固结度;采用工后沉降与地基固结度建立卸载时机判别标准.结果表明:真空-堆载联合预压的处理方案有效地加固了沿海滩涂软土地基;全面考虑地基表面沉降、分层沉降及孔隙水压力,并采用工后沉降与地基固结度相结合的方式,为堆载预压的卸载时机判别标准研究提供了一种新的思路.     

中粗粒土路基压实度快速测定方法

利用瞬态冲击频谱分析法,研究冲击响应值与不同碎石质量分数的压实度关系以及碎石级配的变化对冲击值的影响。通过水滞频段的应用,消除了含水量对响应值的影响,可以在不检测含水量的情况下测定中粗粒土的压实度,在此基础上确定了动态冲击响应值与中粗粒土的压实度关系。结合中粗粒土的现场工艺特点,对冲击响应影响深度进行评估分析,提出了中粗粒土路基压实度的快速测定方法,并研制了仪器,实现了对中粗粒土路基压实度快速、无损、定量的自动检测。