天然双层软土地基上路堤工程特性研究

硬壳层作为软土地基上的一层特殊"保护层",对软土地基起着应力扩散的作用,在考虑硬壳层效应的情况下,通过试验段的现场试验和理论分析,对滨海地区高速公路软土硬壳层工程特性及处理技术进行分析与评价,确定了天然双层软土地基上路堤临界高度.     

具有较厚硬壳层的软土地基处理方法

在公路设计中，经常遇到具有较厚硬壳层的软土地基，现有的设计方法往往不考虑硬壳层的作用，用一般的软土处理方法进行处理，没有充分利用这层有利的硬壳层资源，浪费较大。文中通过对软土层的受力分析，对具有硬壳层的软土地基提出了处理方法。     

软土地基硬壳层作用的更新认识及利用

本文阐述了软土地基硬壳层作用机理及如何正确利用硬壳层，以提高施工的技术经济效益。硬壳层对下卧软土地层中的应力分布有扩散作用，硬层与软层间的摩擦力影响土中应力分布，造成界面处应力集中。其扩散作用影响软土层沉降，应力扩散作用当填土超过极限高度时无作用，用超载预压的方法可加速地基的沉降，但硬壳层变形不失去对路基的稳定作用。     

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。     

软土硬壳层地基的破坏模式

为了了解软土硬壳层的破坏形式,为硬壳层的利用提供理论依据,以湖南省道S204线南茅公路为依托工程,在现场工程调研的基础上,结合现场承载试验及数值模拟,对硬壳层地基的破坏模式进行全面分析.通过现场承载板试验发现硬壳层地基的破坏是典型的刺入式冲剪破坏,通过数值模拟总结出不同填土高度和不同硬壳层厚度时,地基的破坏形式主要为局部剪切破坏和整体剪切破坏2种类型,给出了不同工况时路堤的临界高度,结合公路工程特性认为对路基进行稳定计算时,应主要考虑路基的整体稳定性,不考虑路基的局部剪切破坏.     

软土地基上硬壳层效应分析及其工程应用

分析了外加荷载(如路堤)作用下软土地基上硬壳层的工程效应包括壳体效应、封闭作用以及对沉降的滞后作用。针对硬壳层上述的工程效应,讨论了硬壳层在工程应用中应该注意的问题。     

软土地基上的箱型试验通道

阐述在有硬壳层的软土地基上修建箱型通道的沉降变形情况，以探讨在有硬壳层的软土地基上不进行预压反开槽处理而直接修建整体式箱型构造物的可能性。     

运营期上硬下软型双层地基动力损伤评价

为了给运营期上硬下软型双层地基(简称双层地基)工程设计提供参考依据,以河北省境内的邢台-临西高速公路(以下简称邢临高速)双层地基为研究对象,采用现场监测、动三轴试验、理论推导和数据统计相结合的方法,给出了动应力界面传递系数和硬、软土层间动应力水平的关联性。提出了一种改进的、适用于评价双层地基动力损伤特征的R-N非线性疲劳累积损伤模型。借助数据统计手段,对地基土损伤演化信息进行挖掘,给出了运营期双层地基设计的指标依据。研究结果表明:硬、软土层界面处具有动应力突变现象,硬壳层力学性能劣化导致界面效应减弱;硬、软土层动应力水平具有强相关性,导致硬、软土体的损伤模型计算参数产生关联;夹角转动、夹角增量是评价双层地基损伤的敏感指标,夹角转动由车辆荷载增幅决定,夹角增量平均值与硬、软土压缩模量比呈对数函数关系;相同工况下软土的运营期寿命短于硬土,软土层是诱发运营期地基失稳的关键土层;当硬壳层厚度超过2.3 m且硬、软土体压缩模量比大于4.6时,硬壳层具有显著降低软土层动应力水平的能力,有助于延缓双层地基运营期寿命。因此,当双层地基的力学指标满足上述条件时,建议在高速公路工程设计中优先考虑利用天然硬壳层作为地基持力层。     

天然软土地基上路堤临界高度分析

根据Boussinnesq应力公式和Mohr-Coulomb破坏准则,导出天然软土地基上路堤临界高度的计算式。考虑地表硬壳层对路堤荷载的扩散作用,分析硬壳层厚度和刚度对路堤临界高度的影响。导出的路堤临界高度计算式在特殊条件下可简化为巴布科夫公式和Fenenius公式。     

内陆河湖相软弱地基处理方法研究

针对我国内陆河湖相软弱地基处理中广泛采用滨海软土地基的处理方法,没有重视内陆河湖相软弱地基工程性质与滨海软土地基工程性质的差异(分布厚度、分布规律、物理力学特性等不同),处理方案缺乏针对性,投入大而收效差的现状,在分析了内陆河湖相软弱地基工程地质特征的基础上,将内陆河湖相软弱地基划分为薄硬壳层地基、厚硬壳层地基、夹层型地基三种典型地质结构形式,并针对不同的地质结构提出了适宜内陆河湖相软弱地基的处理方法。