高速铁路土工格栅加筋膨胀土边坡作用机制

土工格栅加筋处治是解决膨胀土边坡问题的关键技术。为深入研究格栅与膨胀土相互作用机制,依托南宁铁路改柳南线工程,开展加筋设计及格栅抗拔稳定性计算。将考虑膨胀土侧向膨胀影响及格栅反包约束作用的设计方案应用于实际工程中,并通过预埋设的监测元件,对自然降雨-蒸发气候下加筋边坡的含水率、应力、位移及格栅应变的变化特征进行长期监测。研究结果表明：在考虑侧向膨胀及格栅约束的影响下,土工格栅的抗拔稳定安全系数仍满足规范要求。基于监测数据发现,受大气环境影响,体积含水率的波动幅度由浅至深逐渐减弱;格栅应变变化趋势与土体应力变化趋势基本一致,随季节性干湿气候呈“波浪”式变化;靠近坡面土体受大气干湿循环的影响更为显著,对降雨入渗敏感,其土工格栅应变变化迅速,峰值出现时间早;格栅应变峰值远小于格栅允许拉应变,且边坡累积水平位移量较小,表明加筋边坡滑移破坏风险较低;在降雨过程中,格栅对边坡土体施加弹性约束,允许坡面发生一定程度的膨胀,释放坡体因增湿产生的膨胀势,从而避免边坡因侧向应力增大形成渐进式滑坡,体现了土工格栅加筋膨胀土边坡“以柔治胀”的作用机制。研究成果可为高速铁路膨胀土边坡的土工格栅加筋设计与施工提供...     

加筋挡土墙力学特性的模型试验研究

由于加筋挡土墙填土与加筋带之间的摩擦特性和界面剪应力复杂,通过模型试验对其进行研究,可以为加筋挡土墙的稳定性计算分析提供试验依据和参考。在不同上覆压力和填土密度条件下,对不同长度加筋带进行了拉拔模型试验,分析得到了加筋带的受力和变形规律、加筋带与填土之间的摩擦特性。研究表明,随着上覆压力的增大,筋带破坏时的极限拉拔力增加,破坏形式由滑动破坏转变为断裂破坏,填土的固结作用使填土对加筋带的摩阻作用增强,并通过试验合理确定了考虑握裹力影响的综合似摩擦系数的表达形式。     

含水率对昔格达地层大断面隧道初期支护安全性影响研究

昔格达地层具有水稳性差、易崩解等特点,常常引发隧道初期支护结构开裂、围岩掉块、坍塌冒顶等灾变事故。为了研究围岩含水率对昔格达地层大断面隧道初期支护安全性的影响规律并及时预防灾变事故,以成昆铁路复线桐梓林隧道为工程依托,通过数值模拟对比分析5种典型围岩含水率下隧道初期支护结构的受力特性和变形规律,根据相关规范规定的洞周变形标准和结构强度安全系数标准界定现有支护参数所能够维持的围岩含水率阈值为29%,并为超过此围岩含水率阈值的隧道支护参数提出优化方案。通过现场监控量测数据验证数值模拟计算结果的可靠性和合理性,研究成果不仅完善了昔格达地层大断面隧道设计参数,同时为类似工程提供借鉴和参考。     

筋土界面相互作用参数和加筋垫层处理软基的性状研究

沉降控制和路堤填料紧张这两大技术难题一直困扰着高等级铁路、公路的建设和发展.土工合成材料在路基工程中的推广应用为这两大难题的解决提供了一种可能的方法.     

基于透明土技术的加筋碎石桩承载特性试验研究

加筋碎石桩是软土地基处理的重要手段之一,荷载作用下,加筋碎石桩桩体径向鼓胀变形及桩与桩周土体相互作用特性是影响桩基整体承载能力的关键因素。基于人工合成透明土材料及PIV图像处理技术,开展了非嵌入式加筋碎石桩承载特性试验研究。连续观测不同荷载作用下加筋碎石桩桩体鼓胀变形的发展过程,以及桩周土体位移变形情况,探讨加筋长度及刚度等因素对桩体鼓胀变形及承载特性的影响。研究结果表明：与普通碎石桩相比,加筋长度的增加会使桩体承载力显著提升。筋材刚度一定时,加筋长度由1D分别增加2倍、4倍时,即加筋长度为3D、5D时,桩体承载力分别提高约37.7%和62.3%,桩体承载力的提高幅度与加筋长度呈现非线性关系;碎石桩加筋长度最优范围为3D～5D。本试验单元体单桩加载情况下,加筋长度为3D时,桩体径向鼓胀变形量较常规碎石桩减少约44%;加筋刚度一定时,桩顶荷载增加,桩体主要鼓胀变区域z/D逐渐下移且鼓胀量增大,桩顶荷载为204 kPa时,桩体最大鼓胀变形量δ/D为5.9%。荷载作用下,沿桩深方向,桩周土体变形扰动区主要集中在加筋段以下部分。利用透明土与PIV图像处理技术进行试验,可对加筋碎石桩加固地基设计...     

客运专线基床底层砾石土填料物理力学性质试验研究

对取自武汉—广州客运专线路基基床底层的砾石土填料开展颗粒分析、相对密度、多种击实、大型剪切/压缩/渗透等粗粒土特种土工试验。得到以下结论:(1)粗细颗粒含量适当的无黏性砾石土填料,较易形成密实骨架结构,从而获得优良力学性能,并表现出较好的可压实性;(2)良好级配的砾石土填料,对应规范要求孔隙率的压实系数偏低,采用压实系数作为控制指标更为严格、可靠;(3)运用构建的"模量折减率法"和"卸载回弹率法"分析发现,压实系数0.90和0.95分别对应骨架疏松和密实土体结构状态,并在强度、变形和渗透性能等方面差异明显。     

南京地铁地基土标贯与物理及力学参数关系试验研究

通过标贯试验和室内土工试验,对南京地铁地基土标贯与部分物理及力学参数的相关关系进行研究,给出线性拟合关系式及其相关系数.结果表明:砂土、黏土的压缩模量、承载力、单位体积重力、黏聚力都与标贯击数成正比关系,线性相关系数绝大部分达0.95以上;黏土的内摩擦角、导热系数、导温系数与标贯击数成正比关系,线性相关系数在0.97以上;砂土、黏土的压缩系数、孔隙比、液性指数与标贯击数成反比关系,线性相关系数绝大部分达0.94以上;砂土的内摩擦角、水平渗透系数与标贯击数成反比,线性相关系数分别为0.88、0.99;黏土的比热容、垂直渗透系数与标贯击数成反比,线性相关系数分别为0.86、0.98;南京地铁地基土的以上这些物理及力学参数可用本文建立的以标贯击数为自变量的线性关系式来进行预测.     

土工格栅加筋橡胶碎石混合料大型三轴试验研究

为研究土工格栅加筋橡胶碎石混合料的力学特性与变形控制作用机理,基于大尺寸三轴试验,分析3种橡胶掺量碎石混合料在不同加筋形式下的应力-应变关系曲线、体变-轴向应变关系曲线,研究土工格栅竖向间距、筋材层数对其力学响应与变形特性的影响规律,并对试验结果进行拟合分析。研究结果表明,合理的土工格栅布置形式能有效提升橡胶碎石混合料峰值应力并抑制其发生剪胀变形。试验中5种双层加筋的最优竖向间距为d=150 mm。土工格栅的加筋效果在达到一定轴向应变后才能得以体现,且随着试样中橡胶掺量的增加,此轴向应变值逐渐增大。3种橡胶掺量碎石混合料均随着土工格栅加筋层数的增多,加筋效果显著提升,同时加筋层数相同的试样,其剪切破坏形态基本一致。随着橡胶掺量的增加,试样的剪切破坏模式由应变软化型逐渐过渡为应变硬化型,同时土工格栅的加入也增加了试样的延性。基于邓肯-张双曲线模型,增加拟合参数ψ,修正了能够描述橡胶碎石混合料的应力-应变特征的预测公式,并验证了该公式的合理性。研究成果可为橡胶碎石混合料的实际应用提供一定的理论基础。     

加筋膨胀土挡墙蠕变试验的特性研究与分析

在加筋膨胀土挡土结构中,土和筋材的蠕变特性对结构的侧向变形和沉降都起着重要的作用。主要通过加筋膨胀土挡土模型试验,重复加载,得出侧向变形、沉降与时间的关系,从而分析加筋膨胀土的蠕变特性及其影响因素。     

平顶山膨胀土工程性质试验研究

通过试验获得了河南省平顶山膨胀土原状土样的线缩率、膨胀率和膨胀力等性能参数;对重塑土样进行了不同压力、含水量和干密度条件下的膨胀率试验,膨胀力、渗透系数试验,及反映抗剪强度的黏聚力和内摩擦角试验,为研究平顶山膨胀土的变形和稳定性提供了基础资料。用粉煤灰对平顶山膨胀土进行改性处理,通过室内试验研究了不同掺量情况下土样的工程性质,结果表明:在处理到最佳状态时,改良土样仍具有弱膨胀性。     

聚丙烯纤维加筋水泥砂浆土三轴压缩试验研究

为了研究纤维对水泥砂浆土的加筋效果,开展了聚丙烯纤维水泥砂浆土三轴压缩试验,研究纤维掺量、水泥掺量、掺砂量、养护龄期等因素对纤维水泥砂浆土的应力应变曲线、破坏偏应力、抗剪强度参数的影响.研究结果表明:纤维水泥砂浆土的应力应变曲线为应变硬化型,聚丙烯纤维能有效提升水泥砂浆土的韧性.纤维水泥砂浆土的破坏偏应力随纤维掺量的增...     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0～5％,增量0.5％,水泥掺量为10％,15％,20％和25％,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验.研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的...     

加筋土拱坝设计研究

本文详细介绍了以攀西地区广泛分布的昔格达土加熟石灰拌和成三七灰土,并加竹筋形成复合土材料,成功地在山区修建了高35 m,弧长166.3 m的圆弧形加筋(竹筋)土拱坝挡土结构的设计方案及其换土引流的加筋(竹筋)土拱坝基础处理方案。此种圆弧形加筋(竹筋)土坝挡土结构解决了在基础承载力差的软土上修建高挡土结构的技术难题;其换土引流基础处理方案同时解决了加筋(竹筋)土拱坝地基承载力低的难题及其基础的排水问题。独特的防水、滤水体系设计、灰土面板设计及基础处理方案等多处设计,经查新属国内领先。加筋(竹筋)土坝实际应用近10年,效果良好,安全可靠,而且与同等支护高度、长度的其它支护结构相比较,造价仅为其30%左右,经济效益十分显著,为山区修建高边坡支挡结构提供了成功的范例。     

桩网支承路基受力及加筋网垫变形现场试验研究

以武广客运专线DK2 059+560为试验工点,进行桩网支承路基的现场填筑试验,研究路基应力传递及格栅变形特性.研究结果表明:桩网支承路基结构的沉降量较小,是1种有效处理软土和松软土地基的方法;在垫层上方路基存在明显的土拱效应,本工点的土拱高度在1.6～1.9 m之间;桩间土存在一定反力;桩间土和桩帽应力分布不均匀,桩间土4桩形心处应力比2桩中点处略小,桩帽形心处应力相对角点处应力略小;桩帽附近垂直于桩帽边的格栅肋条应变略大,4桩形心附近格栅的应变略小,下层格栅的应变大于上层;边坡处格栅的应变大于路基中心处,上层格栅防止边坡滑动的作用更大.与英国、北欧、日本及德国规范的计算结果比较,试验工点的桩间土竖向应力和承担荷载比例实测结果与德国规范球形拱理论计算结果较为接近.     

戈壁碎石土CFG桩复合地基试验研究

兰新铁路第二双线是亚欧大陆桥铁路通道的重要组成部分,作为我国乃至世界第一条大范围穿越戈壁地段的客运专线,线路主要以路基形式通过,途经地区多为戈壁地貌,路基多为碎石土。对CFG桩施工工艺进行了现场试验研究,评估了CFG桩地基处理措施的处置效果,分析了CFG桩复合地基的沉降变形特性。通过试验筛选出技术可行、经济合理的地基处理方案,对验证、完善、优化高铁戈壁碎石土地基加固具有重要意义。     

膨胀土与结构物接触面的力学特性试验研究

桩周土的性质是影响桩侧摩阻力最直接的决定因素。膨胀土具有吸水软化的特性,膨胀土中桩侧摩阻力的发挥受膨胀土性质的影响很大。通过改进的直剪仪,对12种不同含水量、不同干密度的膨胀土与混凝土块接触面进行直剪试验,研究膨胀土性质对接触面特性的影响。结果表明:膨胀土与混凝土块接触面的剪切曲线均呈加工软化型,其峰值剪应力、残余剪应力符合Mohr-Coulomb准则,因此可将膨胀土与结构物接触面的剪切曲线简化为三折线曲线;接触面切向刚度系数不随垂直压力而变化,但与膨胀土的性质有关,随干密度的增加而增大,随含水量的增加而减小;接触面的强度指标也随干密度的增加而增大,随含水量的增加而降低。     

高速铁路路基粗粒土填料动静力力学特性试验研究

考虑细粒含量和含水率的影响,开展高速铁路路基粗粒土的动静力力学特性试验,分析不同静荷载和围压作用下粗粒土填料的变形和强度演化特征,研究循环动荷载作用下粗粒土的动应力-动应变特性及累积塑性变形特征.研究结果表明,含水率较高时,细粒含量、围压等因素对粗粒土强度影响不明显,含水率较低时,细粒含量10％的粗粒土配比效果最优;动...     

CFG桩复合地基桩土应力比的试验研究

桩土应力比是反映复合地基力学性状的重要参数,利用国内最新研制的三维大型模型试验台,进行了7组模型试验。试验分析了荷载、桩长、褥垫层厚度、加固区土体模量对桩土应力比的影响,并根据试验数据经线性回归得到桩土应力比的经验公式。     

南京地铁（融）土热物理参数试验研究

在南京地铁地基勘察阶段取原状土样进行室内土热物理参数测试和土工试验.土热物理参数中的比热容采用差示扫描量热仪DSC-6测试,导热系数采用TC Probetm热导仪测试,导温系数通过计算得到.对土热物理参数与一般土工参数间的关系分别进行回归分析.结果表明:南京地基黏性土样热物理参数分别与含水率、湿密度、孔隙比、液性指数、压缩模量、标贯6个一般土工参数的一元回归模型的相关系数的在0.93左右,说明热物理参数与一般土工参数具有密切相关关系;热物理参数与塑性指数、孔隙比、湿密度3个一般土工参数的三元回归模型的相关系数分别为0.866 5,0.824 4,0.685 1,说明热物理参数与前两者属强相关关系.