基于离散元数值模拟的桩承式加筋路堤土拱效应研究

桩承式加筋路堤能有效控制地基沉降和侧向变形,可快速填筑施工,大大缩短施工工期。土拱效应是桩承式路堤的主要工作机制,目前有多种模型。然而,对于不同路堤高度条件下桩承式加筋路堤土拱效应演化重视程度还不够。本文通过桩承式加筋路堤离散元数值模拟,验证了路堤变形为同心椭圆模式,高路堤条件下路堤存在等沉面且等沉面高度随路堤填筑高度增加而减小;揭示了填料高度增加下的桩承式路堤土拱效应变化规律以及桩承式加筋路堤土拱高度随路堤高度增加而降低的现象。     

青藏铁路多年冻土区路堤变形的数值模拟与预测

路堤变形将直接影响路堤的稳定和行车安全,青藏铁路多年冻土区的温度场是路堤变形的重要影响因素。首先,建立多年冻土区路堤变形的数值模型;然后,在实际监测资料的基础上,利用ANSYS有限元软件,对青藏铁路多年冻土区某试验段路堤的变形特征进行模拟。结果表明路堤变形的模拟结果与实测数据较为吻合。最后,通过模型对路堤变形的发展趋势进行预测。     

青藏铁路厚层地下冰路堤施工综合技术

详细介绍青藏铁路厚层地下冰地段路堤填筑及路堤防护、排水、过渡段综合施工技术,通过采用通风管和片石两种方式成功地解决路堤堤身热量的散失问题,从而提高基底的冷却量,维护基底多年冻土的稳定。另外,通过碎石及抛片石护坡、U形水沟以及挡水埝等路堤防护及排水工程的施工,有效地解决路堤的热融问题,减少路堤下多年冻土上限的变化幅度,改变路堤下多年冻土人为上限的状态,提高路堤的稳定性。     

车辆荷载下黄土参数对路堤沉降变形的影响

根据车辆荷载的作用大小及形式,应用ABAQUS软件开展不同动力参数下路堤沉降规律数值分析,得到压实黄土路堤动力参数及车辆超载情况对路堤沉降变形的影响规律。研究结果表明:压实黄土动力特性指标对路堤沉降变形影响大小依次为:弹性模量、泊松比和阻尼比;在强度指标中,内摩擦角对路堤沉降变形影响不敏感,而黏聚力较敏感;超载条件下,随着车辆荷载的增加,路堤沉降近似线性增加;路堤在行车荷载长期反复作用下,干密度对路堤沉降变形影响的最敏感,其次是含水率,固结压力对路堤沉降变形的影响相对较小。     

陇海铁路路堤沉降变形与深部位移监测及防治

为深入分析河南地区陇海(兰州—连云港)铁路路堤的沉降变形与路堤边坡的稳定性问题,采用静力水准系统与深部位移测斜技术,长期监测线路的路堤沉降与边坡侧向变形。构建有限元模型反演现场实际工况,计算路堤边坡加固前后的稳定系数,同时分析路堤边坡综合防治对策的防治效果。结果表明：2021年10月份施工整治期间,陇海线路堤沉降达最大值,11月起路堤沉降与边坡侧向变形趋于平稳;路堤沉降在沉降区间内呈现两端小、中间大分布;边坡侧向位移在空间分布上呈近地表位移大、远地表位移小的倒三角形分布;钢花管劈裂注浆形成树根状浆脉,在路堤边坡中起到骨架作用,路堤整体稳定性增强。     

曲江井铁路专用线加筋土边坡设计

丰城矿务局曲江井铁路专用线某段路堤的设计,受征地及路堤两侧建筑物限制,该段路堤需做加筋土边坡防护工程,以保证路堤的稳定性,介绍加筋土边坡的设计。     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

胶新铁路施工期路堤水土流失特征

为探讨铁路路堤坡面水土流失特征，对施工期胶新铁路一段路堤进行了天然降雨现场观测，结果表明：路堤坡面的水土流失形式在特大暴雨时表现为浅沟侵蚀，但不影响路堤表面的稳定性；路堤坡面产生水土流失需要一定的雨量和雨强条件，雨强是引起坡面产流的关键因素；路堤通过改变沿线原来的径流途径引起二次水土流失，即通过路堤的渗流冲刷下游农田，及时修建导流排水沟可以预防二次水土流失。     

青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究

从反映冻土路基热稳定性的路堤临界高度出发,结合青藏铁路冻土路基试验工程,对青藏高原冻土路基的合理路堤高度进行现场试验研究及数值模拟研究。现场试验结果表明:路基下冻土人为上限的变化与路堤高度呈非线性关系,路堤高度太小或太大都会造成路基下多年冻土上限的下降。数值计算结果表明:在相同年平均地温条件下,路基下冻土的人为上限随路堤高度的增大而上升,随路基运行时间的增长而下降;当路堤高度大于一定数值时,在路堤建成的第1个寒季过后,路堤内会残留融化夹层,并且融化夹层的厚度随路堤高度的增加而增大;年平均地温分别为-0.3,-0.5,-1.0,-1.5,-2.0℃条件下,路堤的下临界高度分别为6.8,4.2,1.1,0.6,0.5 m;上临界高度分别为3.4,3.4,3.9,4.1,4.4 m。路堤临界高度存在的年平均地温临界值约为-0.6℃。     

高速铁路路基-地基系统振动响应分析

推导了有砟轨道-路基-地基系统在轮轨接触点处的柔度矩阵,建立了考虑轨道不平顺的车辆-有砟轨道-路基-层状地基垂向耦合振动解析模型。通过算例分析了单台TGV高速动车引起的路堤本体-地基系统振动,得到路堤本体表面的垂向位移,研究了列车速度、轨道不平顺、基床刚度和路堤土体刚度对路堤本体振动的影响。研究结果表明:路堤本体垂向位移主要由移动列车轴荷载引起;随着列车速度的提高,路堤振动的"波动性"明显增加;基床刚度和路堤土体刚度对路堤振动影响显著,可通过增大基床和路堤土体刚度来减小高速列车引起的路基振动。     

风积沙改良土路堤温度变形规律现场试验研究

新建通辽至新民北客专TLSG-3标路基工程以水泥改良风积沙作为填料,在路堤填筑过程中,路堤表层出现大量横向裂缝。为探究裂缝发生的机理并提出处置措施,在现场填筑一段试验路堤,该试验路堤总长150 m,分为5个路段,采用不同水泥、黏土掺量的风积沙改良土作为填料。通过现场试验与湿度、温度、应变监测,分析气温影响作用下不同配比风积沙改良土路堤的湿度、温度和应变变化规律。风积沙改良土路堤土体含水量总体上随着气温降低而减小,随后又随气温升高而增大,但变化幅度均不大。路堤表层土体温度受气温变化影响明显,总体上随气温变化而变化,但是具有明显的滞后性,路堤深部土体温度受气温影响相对较小。段路堤土体应变主要受土体温度变化控制,路堤表层土体应变变化较大,随土体温度下降先发生压缩变形,随后随土体温度升高,压缩变形逐渐减少,进而转为拉伸变形,路堤深部土体应变变化不大,因此路堤表层土体因温度降低发生的冷缩变形是实际工程施工时路堤浅层裂缝的主要原因;5个试验路段中,以掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙为填料的路堤应变变化幅度最小,因此,从控制路堤土体变形的角度来看,掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙配比要优于其他配比。     

基于可靠度的斜坡软弱地基路堤稳定性极限平衡法分析

通常以确定性分析获得的稳定安全系数作为评价斜坡软弱地基路堤稳定性的指标,忽略实际工程中诸多不确定性因素,无法真实全面反映斜坡软弱地基路堤的稳定性。基于垂直条分极限平衡法Slide软件平台,运用全局最小可靠度分析方法,综合分析路堤和斜坡软弱层土体参数、地下水位、路堤顶部张拉裂缝水分充填量、微型桩纵向桩距和抗剪强度及水平向地震荷载等因素的变异性对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响,讨论这些随机变量的敏感性,阐释了室内斜坡软弱地基路堤与水平软弱地基路堤土工离心模型试验现象差异性的机理。使用可靠度能更客观地反映斜坡软弱地基路堤的安全性;可根据各因素对斜坡软弱地基路堤稳定性影响敏感性的正负、强弱采取相应合理工程对策。     

斜坡高路堤路基病害治理及分析

研究目的:受工程投资、使用功能等因素影响,在以往的铁路建设中出现过较多的斜坡高路堤路基工程。由于设计、施工对斜坡地形高路堤的建设经验可能存在不足,或为了节约工程投资对斜坡高路堤工程采取的措施安全储备不够,从而出现了部分斜坡高路堤路基病害。本文通过实例分析斜坡高路堤病害的治理并进行总结,供今后类似工程参考。研究结论:通过某铁路斜坡高路堤病害的治理及分析得出:(1)斜坡高路堤路基病害应急抢险可优先采用反压护道及钢花管桩注浆措施;(2)斜坡高填方路堤应加强上方侧排水、改善路基填筑材料及地基基底条件,提高安全储备;(3)斜坡高填方路堤宜设置侧向约束加固桩;(4)该研究结果对斜坡高路堤铁路、公路工程等设计施工具有指导意义。     

汶川地震中高路堤的抗震响应分析

高路堤是我国西部山区常见的路基形式。随着路堤高度和材料性质确定后,其圆频率和自振周期也随之确定。高路堤在相同PGA而卓越周期差别较大的地震波作用下,其动力响应大不相同。在我国规范中,普遍以PGA作为路堤边坡设计的依据,其合理性有待考虑。利用大型通用有限元软件ABAQUS对其进行动力响应分析,通过考虑加速度沿路堤高度的放大系数来说明输入地震波的影响。计算结果表明,当地震波卓越周期与高路堤自振周期相近时,路堤将发生较大的位移变形。     

青藏铁路多年冻土区超过上临界高度路堤的分布及特征

为明确路堤高度对青藏铁路多年冻土区稳定性的影响,通过对沿线多年冻土区中融区路堤冻结深度和冻土区路堤监测断面实测地温监测数据的分析,研究青藏铁路多年冻土区路堤的地温特征和变化规律。结果表明:青藏铁路多年冻土区沿线路堤的临界高度是不一致的,在多年冻土区腹地的越岭地段,其年平均气温和地温均较低,冻土环境相似,路堤的上临界高度为7 m左右,在地势相对较低、气温和地温相对较高的其他地貌单元中,路堤临界高度则相对较低;青藏铁路多年冻土区高于上临界高度的路堤主要分布在昆仑山、风火山、唐古拉山等山区地貌单元中。     

青藏铁路管道通风路堤下土体的温度变化分析

本文针对青藏铁路管道通风路堤对于保护多年冻土的工程效果 ,基于试验段在近 2个冻融循环周期内的温度监测资料 ,初步分析了路堤填土下土体温度的发展特征 ,并对通风管铺设高度的影响进行了讨论。结果表明 ,通风管路堤具有保护多年冻土的作用 ,而且通风管埋设位置低的路堤工程效果要优于通风管埋设位置高的路堤     

横风环境中复线路堤上高速列车的气动性能

建立了横风环境中高速列车运行于复线路堤上的三维空气动力学模型,开展了路堤高度和列车在复线路堤上的位置对高速列车气动性能影响的数值计算与对比分析。结果表明,路堤上列车周围的气流流速大于平地上的气流流速,导致路堤上列车气动性能较平地上恶劣;路堤高度和横风速度对高速列车在下风线上和上风线上气动性能的差异有重要影响;列车在下风线上运行比在上风线上运行更容易发生倾覆。     

典型膨胀土路堤边坡失稳机理及控制方法研究

膨胀土路基在受到浸泡后承载力降低极易失稳。本文以广西某高速公路膨胀土路堤边坡为工程背景,采用有限差分软件对路堤边坡的失稳模式进行了模拟分析,结合现场地质条件,分析了膨胀土路堤边坡失稳机理。在此基础上,提出了反压墙和抗滑桩两种不同的路堤边坡加固方法,并基于数值模拟结果进行比选研究,确定了以抗滑桩治理路堤边坡失稳的方法。研究结果可为类似膨胀土路堤工程治理提供借鉴。     

土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性的试验分析

利用离心试验和数值模拟方法研究土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性效果并给出设计参数。对不同加筋方案(竖直间距0.5、1 m)与不加筋的膨胀土路堤边坡位移的分析结果表明:(1)中心填高为10.9 m、坡率为1∶1.5的素膨胀土路堤边坡在自然状态下不稳定;(2)对于整体稳定性好,仅存在浅层破坏的膨胀土路堤,铺设长度为4 m,间距为0.6~0.8 m的土工格栅可保证路堤稳定性;(3)对于存在整体稳定性问题的路堤边坡,需加长土工格栅长度或采用通长配筋方法提高路堤边坡稳定性。土工格栅对膨胀土路堤边坡的稳定性提高有显著作用,是有效的措施。     

渗流场作用下高填方路堤侧滑变形数值模拟研究

本文研究在路堤两侧水位差引起的地下水渗流场作用下高填方路堤的侧滑变形特征,以绵阳至遂宁高速公路某高填方路堤为例,应用有限差分法分析渗流场对路堤基底介质应力场的影响,并结合现场监测数据分析路堤侧滑变形所处阶段.研究结果表明:应用有限差分法可合理模拟地基中位移场和渗流场的耦合作用;随着地基入渗的地下水量增加,渗流场的影响增大,路堤侧滑稳定性必须考虑渗流场的作用;在路基两侧水位差引起渗流时,路堤坡脚应进行深层水平位移监测.