土工格栅减小路堤支挡结构土压力的理论分析

研究目的:本文研究土工格栅减小路堤支挡结构土压力的工程技术,并探讨理论计算方法。研究方法:从力多边形出发,假定土工格栅同时发挥其抗拉强度,采用理论分析的方法进行土工格栅减小路堤支挡结构土压力的工程技术研究。研究结果:通过理论分析,获得了土工格栅减小路堤支挡结构土压力的理论计算方法。研究结论:本文提出的加设土工格栅路肩式桩板墙上破裂角与主动总土压力计算方法简单,具有较强的实用价值;对于较高的路肩式桩板墙可采用在填料中铺设土工格栅的方法减小土压力,进而减小桩身截面与挡土板厚度;填料宜采用不易风化的硬质岩石材料;土工格栅的铺设位置应在填方下偏中上部,具体应按其抗拉强度与破裂面内填料提供的摩擦阻力来确定;建议今后应在其布置、间距、变形特性等方面作进一步研究,使得实际与理论更相符合。     

塑料土工格栅加筋土抗拉拔特性试验研究

塑料土工格栅的加筋效果好于其它筋材的原因在于其表面结构特性,它与土之间不仅存在表面摩擦力,而且还存在着镶嵌咬合力,从而增强两者的相互联系,提高接触效率。通过筋材拉出行为试验,进行塑料土工格栅受拉时表面摩擦力分布特征的研究。提出将塑料土工格栅与土体之间摩擦应力的发展过程分为四个阶段的观点,即起始阶段、发展阶段、局部屈服和完全屈服阶段。指出在高围压或长埋深的情况下,筋材会出现拉断破坏,这时的摩擦应力至多经历前三个阶段,而不具备完整的四阶段应力发展模式。     

加筋土支挡工程的抗震稳定性研究

为研究高烈度地震作用下加筋土挡墙的抗震性能,采用Plaxis有限元软件建立数值模型,施加ElCentro地震波,分析了地震作用下加筋土挡墙的地震响应。模拟结果表明:在高烈度地震作用下,墙面板的水平位移沿墙高基本上呈线性分布;水平加速度沿墙高具有高程放大效应;加筋土挡墙墙后填土的潜在破裂面是在地震过程中逐渐形成的;在静力作用下,墙后填土的潜在破坏面呈折线型分布,而在高烈度地震作用下则近似呈线性分布。     

土工格栅加筋土高挡墙的现场试验研究

通过对3个不同土工格栅加筋土高挡墙的现场试验,研究土工格栅加筋土高挡墙的墙底压力、筋材变形及破裂面。研究结果表明：墙底压力的分布存在单峰现象,且墙底压力实测值大于γ.H;筋材变形沿横断面的分布出现双峰现象,墙面附近出现峰值主要是受施工工艺和墙面侧向约束的影响;随着填料填筑高度的增加,筋材变形不断增大,工后观测阶段筋材变形值在一段时间内逐渐减小,即从筋材被拉断这一破坏形式上分析,设计的最不利工况发生在施工阶段末期;对应筋材变形出现的双峰值得出挡墙的2条实测破裂面,破裂面1靠近墙面,不代表主动土压力破裂面,破裂面2代表主动土压力破裂面。因此,建议墙底压力的设计安全储备应提高,筋材的设计要考虑施工工艺和墙面侧向约束的影响。     

新型支挡结构适用性探讨

结合实例,介绍几种新型支挡结构,分析其收坡效果及适用性,说明设计要点。     

支挡结构极限状态的划分探讨

研究目的:支挡结构属于岩土工程结构,岩土工程的极限状界定相对于结构工程更困难。本文基于国内外通行的极限状态概念,对比分析岩土工程和结构工程极限状态的共性和差异,梳理支挡结构极限状态并重点分析明挖基础和桩基础的极限状态,提出支挡结构极限状态划分的建议。研究结论:(1)广义的极限状态可理解为某项功能达到预定的要求,极限状态已经不限于破坏和失效的概念,其外延扩大至不能达到预定设计目标的要求——某项规定的限制值;(2)支挡结构属于岩土工程范畴,其极限状态包括结构整体稳定极限状态和构件结构极限状态,结构整体稳定极限状态包括:承载能力极限状态、正常使用极限状态和介于两者之间极限状态,此状态需进一步研究;(3)一般地区明挖基础压应力极限状态和岩质地基锚固桩基础侧向受压极限状态归为正常使用极限状态;(4)该结论可用于指导支挡结构极限状态设计研究。     

动应力对支挡结构安全性影响的分析

本文从理论计算和模型试验两个方面来分析列车动应力对支挡结构的影响，分析结果表明：动应力对矮墙影响很大，建议在采用库伦理论对重力式挡土墙进行计算时，2～4m的矮墙，路基面以上荷载采用平均满铺形式：桩板墙、L型挡土墙等直墙背支挡结构，路基面以上荷载按弹性理论计算，稳定检算满足列车动应力的影响，桩板墙挡土板分级深度适当加大；高速铁路设置重力式路肩墙时，建议将墙顶放置路肩下1．0m左右，形式与非埋式路堤墙相同。     

新型支挡结构在冻土地区的应用

叙述了新型L形支挡结构在多年冻土地区的施工方法和施工步骤,测试分析了挡墙建成后地温的变化情况,结合地温测试试验对冻土上限的变化进行了分析研究.实践证明,L形挡墙是多年冻土地区一种良好的路堑支挡结构.     

南昆铁路支挡结构主动土压力分布图式

土压力分布是支挡工程设计的重要问题。根据南昆铁路6处支挡结构的土压力实测资料，在理论模式的基础上，修正提出土压力分布的如下抛物线图式：Px=a[(y-y^a)／(A01)]^b。进而推导了土压力最大值点，水平土压力合力及其作用点的公式。分析南昆铁路支挡结构土压力分布的拟合图式表明，与库仑主动土压力相比，挡土墙、土钉墙与之相近，桩和锚拉式桩板墙约大1．3～1．5倍：合力作用点，挡土墙、锚拉式桩板墙约为2／5墙高，土钉墙、锚拉桩约为1／2墙高。据此得出南昆铁路土压力分布的简化图式。     

多支盘加筋水泥土桩抗拔机理研究

分析了地下建筑各种抗浮措施的现状,研究了多支盘加筋水泥土桩的构造特点、受力特征和抗拔机理,给出了单桩抗拔极限承载力标准值的计算公式,并结合工程实例进行了技术经济分析。工程实践表明,采用多支盘加筋水泥土桩解决地下建筑抗浮问题,是一种比较经济、合理的新方法。     

支挡结构安全风险识别与防控研究

支挡结构在山区铁路、公路工程中应用广泛,但受地质、水文、技术、材料等因素及勘察、设计、施工、维护等环节的影响,安全问题时有发生,如何精准识别、评估、防控支挡结构的安全风险是道路工程领域亟需解决的技术难题。为此,本文基于中铁二院工程集团有限责任公司支挡结构安全风险识别、支挡结构极限状态设计、支挡结构安全性能提升的科学研究成果,介绍支挡结构安全风险量化识别、极限状态设计参数匹配优化、复杂环境支挡结构安全性能提升等支挡结构安全风险识别与防控技术,以期为山区道路支挡结构的安全风险识别和防控设计提供指导借鉴。     

山区铁路支挡结构安全保障与韧性提升

文章针对山区铁路常用的5类支挡结构,围绕支挡结构安全风险识别评估、支挡结构极限状态设计、支挡结构安全性能提升开展了系统的试验研究,提出了支挡结构安全风险“四层次、多手段”量化识别与评估方法,构建了以“风险识别-量化评估-综合防控”为核心的支挡结构安全风险识别与防控技术体系,建立了基于风险识别、参数自洽的支挡结构极限状态设计方法,形成了山区铁路支挡结构安全保障与韧性提升成套技术,支撑了西南山区沪昆、贵广、成贵等7 000多公里铁路建设。文章成果可为山区铁路(公路)建设提供指导和借鉴。     

静动荷载下桩网结构路基土工格栅承载特性试验研究北大核心

以京沪高速铁路徐沪段路基为研究对象,通过室内大比例模型试验,研究了静动荷载作用下桩网结构路基土拱效应与土工格栅承载性能的变化规律,分析10万次动荷载作用后土工格栅的承载特性。结果表明:在路基填筑初期未形成稳态土拱前土工格栅应变增长较快,当形成稳态土拱后土工格栅应变增长趋于稳定,且桩帽边缘处土工格栅应变增长最快,土工格栅使得桩顶上方多承担了7.6%的荷载;10万次动荷载作用下,土拱效应依然有效,但是会产生一定程度的弱化,土工格栅减小了动荷载对土拱效应的削弱作用;相比静载动荷载作用下土工格栅应变增长迅速,最大增长了约19%;动荷载作用后土工格栅会产生拉力退化与软化现象。     

支挡结构安全风险识别与设计参数自洽

支挡结构在铁路路基工程中极为常用,对于铁路工程的整体安全至关重要。本文先以桩板墙为例分析了支挡结构面临的主要风险及因素,并从极限状态设计的角度分析了这些因素的类型以及可在设计中予以风险规避的措施。再从可靠性设计的基本原理出发,提出了支挡结构设计中设计变量之间的相关性广泛存在,且是导致自洽规律不满足的主要原因,并给出了保证设计参数自洽的计算方法和流程。最后,从提升极限状态设计适用性、完善极限状态设计功能项、基于极限状态梳理材料参数取值、给出满足自洽规律的设计参数4个方面提出了支挡结构极限状态设计建议。     

一种预制L形支挡结构在既有铁路路基整治工程中的应用

路肩宽度不足为既有铁路路基常见的病害之一,传统加宽路肩的主要技术在环境、安全、工效、经济、工时上存在较多问题,有必要研究一种新型的路肩加宽整治方法。系统总结既有线路肩宽度不足的成因,对比分析常见路肩加宽整治的优缺点,研究提出一种预制L形支挡结构,该结构构造简单、安全可靠、适应性强,可实现安全、快速、高效、经济的应用于既有铁路路肩宽度不足及路基下沉等整治工程中。该结构已大量成功应用于朔黄铁路整治整修工程中,整治效果显著。     

非饱和残积土路堑边坡支挡设计应注意的几个问题

通过对一起工程滑坡的分析 ,指出在挡墙设计中对于非饱和土的抗剪强度参数选择对支挡结构的稳定性至关重要 ,同时介绍其他几个值得注意的问题     

铁路浸水支挡结构的最不利水位与确定方法

本文从铁路行业最不利水位的概念和主要作用入手,分析了规范中最不利水位定义的局限性,提出了完善最不利水位定义的建议,构建了以最小偏移率确定浸水支挡结构控制项和最不利水位的通用方法.结合具体的工程实例,演示了确定最不利水位的步骤和过程.     

路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布新探索

研究目的:本文研究路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究方法:采用现场测试与理论分析的方法进行研究。研究结果:通过研究,获得了预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究结论:对于路肩(堤)预应力锚索桩板墙,由于锚索预应力的作用,使得土压力的分布与大小变得更为复杂,作用于桩、板上的土压力可分解为两部分:一是不考虑锚索预应力时的总土压力为条带极限平衡理论总土压力和主动库仑总土压力;二是锚索作用而增大的土压力;该类结构设计时,作用于桩、板上的土压力大小属同样一个数量级,可不考虑“土拱效应”对减小土压力的影响;该类结构桩身弯矩计算时也必须考虑锚索预应力对土压力大小与分布的影响;墙顶车辆有限矩形分布荷载作用时的土压力可按弹性理论求解。