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。     

黄土填料高填方路堤工后沉降变形规律的试验研究

以分层碾压和重锤夯实综合处理后的黄土填料高填方路堤为研究对象进行原位沉降变形监测试验,分析高填方路堤的工后沉降变形规律及主要影响因素。试验结果表明:路堤工后总沉降的主体是填方体的沉降,且自下而上各填土层的单位沉降量逐渐增大;填方体各层填土的沉降随时间呈现阶段性增长,最终趋于稳定;填土高度和地形是填方体工后沉降大小的重要影响因素;填方体工后沉降与时间呈对数关系,依此提出填方体工后沉降的预测公式,与实测值吻合较好。     

高路堤沉降的灰色系统理论预测方法

根据灰色系统理论,在全面分析高填方路堤沉降量与时间关系的基础上,建立了2种灰色预测模型。即GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型,并分别对某高填方路基沉降进行了实例预测,在此基础上对2种模型的适用性进行了实例对比分析,表明Verhulst模型更适合于预测路堤沉降。     

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。     

岩质斜坡地基上高填方路基变形特性研究

斜坡地基上的填方路堤已成斜坡地基上的填方路堤已成为山区高速公路路基的主要结构型式。高填方路基的沉降发展规律较一般路基有其自身的特征,即在高路堤荷载作用下,地基土中的应力状态发生变化,从而引起地基变形,出现路基沉降。基于此,本文以新建高速公路典型岩质斜坡地基上高填方路基为研究对象,深入研究了填筑过程中路基沉降变形规律,详细分析了其工后沉降特性。结果表明(1)剖面沉降总体变化较小,与路基填筑压实质量较好有关;(2)总体侧向位移量较小,位移变化呈增大→减小→逐渐趋稳的趋势。(3)路基施工阶段累积沉降较大,工后沉降阶段累积沉降局部有较大发展,但路基整体沉降发展较小。     

堆载预压技术在减少高填方路基工后沉降中的应用

为了加速高填方路基沉降速度,缩短沉降时间,消除高填方路段因工后沉降而引发的路面质量问题,可以采用堆载预压技术对高填方路基进行处理。为了对堆载预压技术处理高填方路基工后沉降的处治效果进行研究分析,以吴起至定边高速为实际依托,通过现场试验进行了研究,结果表明:利用堆载预压法处理高填方路基,路基填料被充分压缩,使得高填方路基工后沉降在预压期内固结完成,在运营期不再出现较大沉降,能满足工程实际要求,对今后的相关工作具有一定的参考意义。     

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。     

交通荷载影响下土石混填高路堤沉降规律数值分析

土石混填高路堤作为山区高速公路建设常采用的一种路基形式，其工后沉降控制已成为山区高速公路建设的难题。建立了交通荷载作用下高路堤动力模型，利用有限元软件ANSYS进行了数值仿真分析，研究了车速为100km/h三车道三辆车交通荷载作用下高路堤的沉降规律，分析了土石混填高路堤在其影响下的沉降与循环次数关系，为施工控制沉降措施提供了依据。     

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。     

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。     

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。     

高速铁路高路堤压缩变形特性分析及压实标准探讨

为探讨适应高速铁路沉降变形要求的路堤压实标准，采用专用有限元软件模拟了路堤的分层填筑，分析了自重作用下的路堤压缩变形特性，选择在建无砟轨道高速铁路典型高路堤工点，测试了路堤不同部位的局部压缩沉降及压实状态，并进行了数据分析。结果表明:路堤自重作用下的垂向应力及垂向应变基本呈线性分布；自重荷载作用下的屈服区域将最先出现在路堤中下部；试验工点压实标准按规范提高一级后，路堤工后压缩沉降仍有时间效应；填高6~12m无砟轨道路基基床以下路堤的压实标准，建议压实系数K取0.95，地基系数K     

山区高填方路基不均匀沉降特性试验研究

高填方路基不均匀沉降变形是造成道路病害的主要因素。本文依托我国西南部某高速公路高填方路基工程,对高填方路基的剖面沉降和纵向沉降进行了监测,分析了高填方路基纵向和横向不均匀沉降的时空变化规律。研究表明:填挖交界处以及与挡墙等结构物相邻的位置是路基产生沉降较大部位;在施工过程中,路基横向不均匀沉降规律性较差,但总体上来说,距坡面一定距离后,差异沉降显著增大;且降雨是影响高填方路基沉降的一个主要因素。因此,在高填方路基设计、施工以及运营过程中,必须考虑大气降雨对路基沉降的影响,并重点关注填挖交界处、挡墙等结构物附近和路基中部位置。现场试验结果可为高填方路基的设计、施工与维护提供理论依据。     

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。     

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.     

土工格室处治山区高填方加宽路堤试验研究

结合高速公路拓宽工程,采用弹塑性三维数值方法,借助三维薄膜单元模拟土工格室,分析山区高填方加宽路堤的位移与沉降规律,提出优化的格室处治方案,同时进行了现场试验,分析格室处治后路堤深层侧向位移与沉降规律。结果表明:数值模拟与现场试验结果规律相符,高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下竖向位移主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部逐渐减少。受上部路堤土俯冲荷载作用,加宽路堤底部侧向位移相对附近土体较大。格室可有效减少高填方加宽路堤的侧向变形及扩散荷载传递。     

强夯法用于巨粒混合土高填方路基的试验研究

贵州省是典型的喀斯特地貌区,公路路线多穿越峰丛深谷地带。为实现生态环保,减少土石弃方,高填方路堤较多,如何减少沉降,提高强度,保证高填方体路基的稳定性非常重要。以贵州省某高速公路ZK128+890~ZK128+990段高填方路基施工为依托,基于对强夯加固理论分析和不同参数条件下高填方路基的试验研究,提出高填方路基有效加固深度经验公式,为高填方施工提供参考。     

蒙巴萨西站松软土地段高路堤地基处理方案研究

结合蒙内铁路DMK7+660～+920软土地段高路堤地基实际工况,建立软土高路堤稳定与沉降计算模型并验算,同时比较“碎石桩加固”和“基底换填+强夯+反压护道”两种方案。结果表明:天然状态下的松软土地段高路堤在沉降和稳定性方面不能满足要求;路基沉降最大位置位于路基中心,其次为左右路肩及左右边桩,且左右路肩沉降趋势相同,左右边桩沉降趋势相同;从沉降监测数据和运营状态来看,采用“基底换填+强夯+反压护道”方法,保证了蒙巴萨西站高路堤的稳定。     

黄土地区超高填方加筋路堤沉降及变形研究

依托岢临高速公路,选取一填土高度为39.2m的超高填方路堤试验段,建立了FLAC3D数值分析模型,分析填筑过程中黄土地区超高填方加筋路堤作用机理.采用分级加载的方式模拟路堤的填筑过程,对路堤边坡坡脚、坡顶及变坡点等位置的沉降、水平位移和格栅轴力的变化规律进行监测分析.结果表明:路堤沉降随着填土高度增加而逐渐增加,且路堤中部沉降相对较大;路堤水平位移随填土高度增大而逐渐减小,且其方向逐渐由正向变为负向,路堤坡脚附近水平位移相对较大;路基横断面方向上的土工格栅轴力在一定长度范围内为零,此后呈先增大后减小的抛物线形变化,且格栅上覆填土高度越大,格栅轴力越大.     

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。