高填方路堤工后沉降理论预测模型研究

依托黄土高原地区典型城西环路高填方路堤工程,对高填方路堤施工后沉降进行长周期变形监测和系统分析,并采用5种理论沉降预测模型进行回归对比分析。研究结果表明:采用半填半挖的高填方路堤,填土深度较大的路肩区域土体沉降均大于相应深度行车道区域土体沉降,沉降周期经过11个月后才趋于稳定;受原地形横坡较陡和回填厚度大的影响,路肩区域表层土体沉降明显较大;由于路堤冻胀影响,导致了路堤出现累计沉降出现降低的阶段性反常现象;指数理论沉降预测模型能更好地反映黄土高原地区高填方路堤的工后沉降变化规律,可以为类似工程科学合理的预测工后沉降提供参考。     

基于Origin的填方体沉降预测研究分析

山岭地区路基结构多采用填挖方式构建,填方体稳定性受到填土材料、压实工艺以及环境等综合因素影响,其工后沉降变形是影响填方体稳定性的重要因素。为此,借助数值分析工具Origin,通过构建指数预测模型对填方体沉降变形情况进行分析,结果显示建模预测精度均控制在毫米级别,满足工程建设中对填方体整体稳定性的把控要求。     

黄土高路堤沉降过程及变形规律的原位试验研究

借助大型原位试验,研究了黄土高路堤自身沉降过程受地形条件、填土高度、施工速率的影响及层间填土相对位移的变化特征,进而获得了黄土高路堤施工过程不同阶段的沉降过程及其发展变化规律。研究表明:路堤沉降分布不仅受填土荷载大小及地形条件影响,而且受填土速率影响也较大;路堤施工期沉降随填土增加呈近似线性变化,工后沉降随时间呈负对数曲线关系,并受到填土(加荷)速率的直接影响;路堤填土自身沉降以施工期沉降所占比重较大,最大值发生在路堤1/3～1/2高度范围内。     

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。     

粤赣高速公路高填方路堤碾压工艺试验研究

通过现场试验,比较了常规压实设备BMl8T和大吨位压实设备YZTY22T的压实效果,得到了提高碾压工作效率的工艺参数和方法,确认了采用大吨位压实设备进行越层压实和补强工艺处理先前层碾压盲、弱区的可行性.并分析了碾压产生的附加应力和堤身自重应力,在理论上论证了大吨位压实设备对减小高填方路堤工后沉降变形的作用,明确了高填方路堤工后沉降变形的原因,提出了加大高填方路堤施工压实度指标的工艺要求.     

高填方路堤工后沉降监测试验研究

为探讨高填方路堤在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某高填方路堤进行了工后沉降现场监测,分别在行车道和路肩位置布置单点沉降计,监测了工后沉降变化情况,分析了高填方路堤沉降随时间和空间的变化规律。以填方路基工后沉降原位监测结果为基础,探讨了高填方路基工后沉降预测回归模型。研究结果表明:路肩位置沉降大于行车道位置沉降;路基沉降随时间增加而增大,高填方路堤填筑结束1 a后沉降趋于稳定;汽车荷载作用下路堤沉降不会出现较大的增长趋势;对数模型能较真实地反映高填方路基的工后沉降规律。     

高填方压实土时效变形特征与长期沉降分析

为更有效地分析和预测高填方路堤的施工与工后沉降,重点考虑了路基压实土的超固结、剪胀等力学特性以及率敏性、蠕变等时间相依变形特征,结合室内土工试验分析了其力学特性的影响因素。以Hashiguchi提出的下负荷屈服面为参考屈服面,按相对过应力理论,建立了能反映超固结土剪胀、应变软化、应力历史以及时间相依变形特征的弹黏塑性本构模型;结合三轴剪切试验的结果确定模型参数,并通过固结蠕变和等应变速率三轴压缩两类典型的率敏性试验对模型进行了验证。将提出的超固结土弹黏塑性本构模型的应力积分算法通过UMAT子程序嵌入ABAQUS软件,使其成功用于某高速公路坝式路堤沉降问题分析。结合高填方路堤现场沉降监测结果研究表明:高填方压实土的超固结应力历史以及时间相依的流变性质对其变形有着显著影响,提出的超固结土弹黏塑性本构模型能模拟压实土的剪胀、应变软化以及时效变形特征,能应用于三维复杂条件下高填方路堤的施工及工后沉降计算,且沉降预测结果与现场观测数据吻合良好,具有较好的理论研究和应用价值。     

考虑侧向变形的高路堤沉降计算探讨

针对高填方土体由于侧向无约束,在自身较大自重应力作用下,引起边坡产生较大侧向变形,从而导致路堤自身沉降增大等工程问题,首先基于一维分层总和法中引入压缩模量随填土应力变化的修正,使路堤沉降计算时能够考虑到不同土层压缩模量因填土荷载增加而变化的情况;其次针对高路堤填土变形的特性,提出了侧向变形影响的修正系数K表达式,使得高路堤沉降与路堤高度、边坡形式及填土特性建立了联系,建立了同时考虑路堤侧向变形及路堤模量随填土高度变化影响的高路堤自身最终沉降量简化计算模型,并将模型计算结果与现场实测、模型试验及有限元计算结果进行了对比,验证了计算方法的可靠性。     

公路软基沉降规律的现场试验研究

为了研究公路软基沉降特性,文章结合四川达渝高速公路建设工程,现场观测了填方路堤土压力、路基沉降以及空隙水压力变化情况。结果表明:路堤填方施工过程是随机增加的,引起的沉降变形规律的不确定性。路基、路堤沉降的发展过程与荷载和时间都有关系,表明土体既有压缩变形,也有固结变形和流变变形。原状地基,尤其是软基的沉降量远大于填方土体的沉降量。填方路堤土体本身的最终沉降量沿横断面是中间大、两边小。填方路堤土体的自身沉降值是下部大于上部。对于基础面积较大,软土层深度相对基础宽度不大,以一维固结理论是可靠的。     

不同影响因素下高填方路基沉降变形分析

沉降变形的预测和分析是保证高填方路基稳定性的控制要素,文章以不同影响因素下的高填方路堤为例进行了研究分析,开展了不同工况(填方高度、陆地坡度和压实度)下路堤的沉降时事性有限元数值仿真。数值结果表明:对于填方高度来说,地基沉降占比最大,虽然填筑高度变高,路堤的沉降加大,但是增加的幅度以及趋势都是趋于平缓;由分层填筑的有限元分析结果来看,想要控制沉降,就要做好地基处理;对于不同的路堤坡度,最大的坡度与最小的坡度沉降相差不大;对于不同的压实度来说,压缩模量增加,沉降降低。本研究为高填方路基的设计和施工提供了参考。     

高路堤沉降稳定问题的探讨

文中以高路堤沉降观测资料为依据，分析了高填方情况下地基与路堤填土的沉降变化特性，探讨了不同地基及填土材料对高路堤沉降稳定的影响规律。     

黄土高填方路堤沉降影响因素及控制技术研究

与一般路基相比,高填方路基具有填方高度大、较高耐久性和稳定性等特点,具有施工成本低、使用寿命长等优点。为保证道路的稳定和可持续发展,在我国山区公路经过地势低洼地区路段时,往往采用高填方路堤形式。然而,高填方路堤会出现严重的沉降,从而导致路基不稳定,特别是在黄土地区。通过具体工程实例,对黄土地区高填方路堤沉降进行现场监测,对其沉降影响因素及控制技术进行总结分析,为黄土地区高填方路堤建设提供更好的指导。     

红层软岩高填方路堤工后沉降数值模拟

依托云南楚姚高速公路红层软岩高填方路堤工程,建立典型边坡断面模型,对路堤工后长期沉降进行数值模拟。结果表明：路面最大沉降和最大不均匀沉降随压实度的增大呈现出减小的趋势,随着含水率的增加呈现出“先减小后增大”的趋势。因此,适当增大填料的压实度,使用非饱和（最优含水率）状态的填料,可以较好地控制高填方路堤的长期沉降,达到规范要求的质量控制标准。同时,进行高填方区域堆载预压,完成路基早期工后沉降,可减少通车后的长期沉降。堆载高度的选择应综合考虑成本和效益,根据填方高度和现场条件,选择合适的堆载高度。     

基于超限学习机的黄土高路堤预拱超填研究

黄土山区公路建设存在大量V形冲沟,使路基产生过大工后沉降,为解决工后超标准沉降问题,减小工后沉降处治成本,需设计路基预抛高（预留沉降量）,使公路交工验收时高程符合设计要求。现行规范对如何布设预抛高没有明确说明,因此有必要研究黄土高路堤沉降分布规律,提出其预拱超填方法,针对此类问题依托渭武高速公路工程,通过对试验路历时2年多的沉降观测,得到路基施工期、路面施工期及公路通车1年后的路基沉降数据,提出黄土高路堤沉降随时间和空间的分布规律,得到路堤沿时间及纵、横断面的沉降分布特征,为黄土高路堤填筑末期预抛高的布设形式奠定了基础;基于超限学习机算法,建立黄土高路堤工后沉降预测模型,利用实际沉降观测数据与模型预估结果进行对比,采用平均绝对百分误差对预测结果精度进行评定;最后,通过定量分析填土高度、施工速率、路面重力、路基路面验收时间及交通量修正对路堤工后沉降的影响,提出基于可靠度的黄土高路堤预抛高预测模型及公式,据此给出基于超填平衡的试验路纵、横断面预抛高设置方法,并通过工程实例,验证预抛高模型及公式的准确性。研究结果表明：该沉降预测模型精度良好;研究结果可为黄土地区高填方路基填筑末期预抛高的详细布设提供参考。     

高填路堤沉降变形规律研究及压实技术课题成果简介

西部课题“高填方路堤沉降变形规律研究及压实技术”针对高填方路堤典型病害、高路堤沉降计算方法、高路堤工后沉降预估方法、以及典型填料压实技术等方面进行了较为系统深入研究,取得了较丰富的成果.本文对该课题主要研究工作和研究成果进行了介绍,供同行参考.     

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。     

软基高路堤变形与破坏机理

通过数值分析的方法模拟计算了不同填土高度、不同填筑速率、不同软基厚度以及不同边坡比例构成工况条件下路堤边坡变形与稳定安全系数的变化规律，揭示了软土地基上高填方路堤变形与失稳破坏的关系：路堤及地基的变形与破坏是相互关联的，路堤出现整体滑动破坏往往伴随大变形。最后，通过对实际工程中的软基高填方路堤进行分析计算，证明采用合适的处治方法控制路基不均匀沉降变形就可以有效提高路堤边坡的稳定安全性。     

高填方路堤补强压实措施对比分析

路堤补强压实是目前为减少高填方路堤沉降而经常采取的一种工程措施,对高填方路堤补强压实进行对比分析,澄清人们对补强压实理解的误区,提出减少高填方路堤工后沉降的建议。     

浸水高路堤稳定性试验研究

以丰都县丰中路34 m浸水高路堤为原型,在室内用模型试验研究了浸水高路堤的变形特性及影响浸水高路堤稳定性的因素.研究结果表明:路堤在浸水情况下的变形要比不浸水时显著.浸水路堤的竖向位移值由路堤顶面至下逐渐减小;而侧向位移值随着路堤深度的增加先增加后减小,在填土层高度的1/4～1/3处达到最大值.加筋能有效地减小浸水高填方路堤的侧向位移和竖向位移,是提高浸水路堤整体稳定性的有效措施.     

黄河砂土路基冲击压实研究

为减少黄河粉砂土路基的填方工后沉降,对试验路采用了冲击压实工艺进行施工。该文分析了开封黄河粉砂土的基本工程性质,给出了冲击压实的施工工艺,对开封砂土进行了振动压实与冲击压实的对比试验,并进行了填方段的工后沉降观测及分析。结果表明:冲击压实较振动压实有更高的压实度,可提高2%～5%;高填方段各横断面4个月的总沉降量均小于70mm。