真空联合堆载预压道路地基变形特性分析

依托广州南沙地区道路工程地基处理试验,通过对真空联合堆载预压区的地基表层沉降、地表水平位移、分层沉降和深层水平位移的荷载-时间关系进行分析,认为路基范围地基固结均匀,整体上呈现出预压前期沉降速率大、固结效果显著,后期沉降速率减缓、沉降逐步收敛的态势;适当的堆载可以减弱或抵消真空引起的水平位移,减小地基处理引起地表变形范围,分层堆载对水平位移的影响深度大于真空荷载;分层沉降量和分层压缩量均从地表向下呈指数型衰减,地基沉降主要发生在软土的中上部,与深处相比中上部地基需要较长的固结时间,加强对中上部软土层的处理,对使用荷载填筑后短时间内发生的较大"工后沉降"有良好的控制作用。     

真空预压和堆载预压加固机场软基效果对比

依托浦东机场四期扩建地基处理试验段工程,开展了大面积软土地基真空预压和堆载预压试验。基于地基表面沉降、分层沉降、孔隙水压力,以及水平位移的变化规律,比较了真空预压和堆载预压加固软基效果。结果表明,真空预压和堆载预压对机场软土地基加固效果均较好,地表沉降量可达到1 000 mm左右,淤泥质黏土层沉降值可达到30 cm左右。抽真空与堆载过程中孔隙水压力变化较大,预压结束后黏土层存在孔隙水压力残留。真空预压水平位移较大,约占沉降的40%,堆载预压区域外土体易发生隆起变形,需严格控制堆载速率。     

差异沉降对路面结构附加变形影响的大比尺模型试验

为合理描述新老路基差异沉降条件下路面结构层的附加变形问题,借助大型地基差异沉降平台,开展了新老地基差异沉降条件下拓宽沥青路面层影响机制大比尺模型试验研究。试验结果表明:在地基差异沉降作用下,沥青路面结构层整体处于受拉状态,下面层受到的地基差异沉降的影响最为明显,在地基差异沉降达到14cm时,路面结构面层开始出现塑性变形;新老路基中铺设土工格栅可以缓解下部地基差异沉降并减小路面结构层的附加应变;路面汽车荷载能在一定程度上缓解拓宽路基差异沉降导致的结构层附加变形;地基差异沉降会导致路面结构层与路基出现脱空从而产生局部弱支撑,在重力的作用下,沥青混凝土路面板呈现弯曲状态,路面表层会出现反坡。     

隧道下穿松散高填土路堤的沉降规律及其影响范围研究

为解决下穿隧道施工对既有高填土路堤的影响问题，依托成贵铁路大方隧道下穿杭瑞高速工程建立三维有限元模型，研究隧道施工对上覆地层位移影响、地表纵向变形特征以及下穿施工对地表各特征位置的主要影响范围。研究结果表明： 1）隧道下穿施工造成高填土路堤层发生显著沉降变形，上覆地层向隧道正中方向产生明显横向位移； 2）大方隧道下穿施工产生的地表纵向变形可划分为微变形区（洞口浅埋沉降区）、强变形区（高填土路堤沉降区）和弱变形区（地表沉降区）3个区域； 3）大方隧道施工分别开挖至洞口、挡墙和公路路面等特征位置时的地表纵向影响范围分别为开挖前方的75、52、65 m，在此影响范围内地层位移变化强烈； 4）拱顶动态沉降曲线均呈反“S”形特征。结合现场监测数据进行对比分析，得出模拟计算值与监测值变化趋势基本吻合，并最后给出相关施工建议措施。     

华北地区典型地基土分区和路基沉降变形特征研究

华北地区广泛分布软土、松软土，由于其成因不同，导致变形特性差异较大。近年该区域新建铁路众多，本文针对该区域不同分区的铁路项目典型地层进行统计，通过理论及数值沉降变形分析，得出不同区域铁路路基在不进行地基处理的情况下路基沉降变形规律，给出在工期条件容许下的地基处理建议。     

真空预压加固软基的影响范围研究

真空预压法在高速公路、高等级公路桥头段、机场、发电厂和码头堆场等软基处理中得到广泛应用。利用真空预压法加固软土地基,会引起加固区外土体发生较大的变形甚至裂缝,对周围环境造成不利影响。本文利用数值计算的方法分析了真空度、加固面积、软土层厚度、硬壳层厚度、排水板打设深度及软土层模量等施工和地质条件参数对真空预压影响范围的影响。以30mm地表变形量为真空预压法的影响范围边界确定条件,真空预压的影响范围一般在50m以内。     

下穿大堤盾构隧道引起的沉降分析

下穿大堤盾构隧道将引起地层变形与地表沉降,以南京市纬三路过江隧道工程为背景,通过对比现场监测和理论计算结果,并采用数值模拟方法,研究了盾构下穿防洪堤引起的地层变形和地表沉降规律。结果表明,除管片安装完成初期考虑椭圆化地层变形得出的理论解外,实测地表沉降槽要深于两种理论结果。同时对比了实测和数值模拟计算得出的堤顶处的历时地表沉降曲线,分析结果验证了数值模拟方法在预测盾构掘进过程中地表沉降的可行性。     

北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析

为解决北京地铁隧道施工不同影响区划分和影响范围确定的不准确问题,对北京地区13 条地铁线路、903 份隧道工程的地表横向沉降槽资料进行分析,根据施工方法和地层条件的不同,分别对盾构法和矿山法施工隧道在黏性土地层、砂卵石地层等区域的沉降槽Peck 公式拟合参数进行统计分析,得出地层损失率和宽度参数的分布形态、相关统计值以及与隧道相对埋深的相关性。研究结果表明: 1)地层损失率和宽度参数的数理统计结果可以很好地指导北京及类似地层条件的城市地铁隧道工程影响区划分和影响范围的确定; 2)施工方法和地层条件是影响地铁隧道周围地层变形的重要因素,工程地表变形控制应注重相关研究; 3)建议各地深入开展地铁隧道沉降槽的拟合分析研究,为隧道工程影响区划分和影响范围确定提供科学依据。     

公路地基路基协同沉降变形机理研究

为了研究盐渍土地区公路地基路基协同沉降变形机理，依托察格高速公路察尔汗盐湖湖心区域盐渍土地基处治试验段，将风积沙和砾石作为路基隔断层，建立数值分析模型，考虑路基与路面分层填筑过程中地基的固结沉降，分析了不同影响因素下地基-路基协同沉降变形规律以及地基路基差异沉降规律，提出了不同路基高度和宽度条件下地基与路基沉降比的取值范围。结果表明:路基沉降与地基沉降线性相关，路基横断面上各点沉降比可视为一定值。     

软土路基加宽的有限元分析

通过有限元分析了加宽荷载作用下软土地基的变形特性.结果表明:在新路堤作用下,地基产生附加沉降,采用CFG桩处理地基,能有效减小路基的附加沉降量以及新老路堤下路基的差异沉降;老路堤下的附加侧向位移矢量方向指向路堤内部,而新路堤下的侧向位移矢量方向指向路堤外侧;随着加宽宽度的增大,差异沉降在增大,附加沉降量的绝对值也在增大;老路堤坡面下地基处理范围增大,能有效地减小附加沉降值与差异沉降值.     

真空预压法处理拓宽路基边界效应影响分析

依托某深厚软土地区旧路提级扩建工程,以现场监测检测数据为基础,对采用真空预压法分幅处理新旧路基下伏软土时存在的问题进行研究。结果表明：当地基处理深度大于10.0 m时,狭长型真空预压区对边界外侧旧路面开裂影响范围在6.0～7.5 m之间,当加固深度增大时,影响范围并未随之增大;狭长型真空预压区横断面方向,路肩和路基中心沉降量相近,处理边界附近真空压力衰减不明显,边界位置地基处理效果良好;狭长型真空预压区对边界位置的黏土密封墙具有较好的加固效果,地基处理结束后,其强度可达到路基软土强度的85%以上。     

堆载预压与真空堆载联合预压技术在软基处理中的对比分析

堆载预压和真空堆载联合预压是软基处理中的常用技术,两者均通过荷载作用将土体中的孔隙水排出,使作用于土骨架上的有效应力增加,加速土体沉降固结,以增强其力学性能（变形、强度和稳定性等）。从两种预压方式的力学原理上分析了其异同点,采用非线性有限元方法对两种预压加载模式下软土地基的力学响应做了应力渗流耦合分析计算。着重研究了软基粘土孔隙比、有效应力、超孔隙水压和变形在两种预压模式下的变化规律。研究发现,真空堆载联合预压的加固范围较堆载预压的大,处理深度更深,固结沉降量也更大。真空荷载的施加还可有效地减小软基的水平     

真空联合堆载预压法加固软土地基现场试验研究

为了优化万隆湖积软土地基处理方案，开展了现场试验研究，通过监测数据分析了真空联合堆载预压法的加固效果和环境影响。结果表明:通过真空联合堆载预压可以达到控制工后沉降和提高地基土强度的目的；沉降影响范围在20.0 m左右，预压区边缘6.0 m深范围的土体产生显著的水平位移；排水板间距由1.0 m加密为0.8 m后，沉降速率增快2.7%~12.5%；建议排水板深度穿透淤泥层，工期许可时应采用较大的排水板间距。     

真空强排法在加固铁路软弱土地基处理中的应用

结合唐山地区铁路站场工程，采用真空强排工法进行松软土地基处理，取消预压土，施工噪音低，无污染，社会经济效益明显。沉降主要发生在预压和堆载1～3个月内，可明显节省工期，其沉降值略大于常规的堆载预压法，后期沉降相对很小，沉降主要发生在路堤本体加固范围之内，对周边影响很小。     

围海造陆工程夹砂层吹填软基加固试验研究

围海造陆工程中的吹填软土地基具有独特的成因,往往存在着渗透性较大的夹砂层或者局部夹砂层。基于夹砂层具有良好透水性的特点,提出了深井井点降水联合真空预压法加固该类软基的新思路,并深入分析了该方法的加固机理。依托珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程软基处理工程设立了现场试验区,探讨了依托工程采用深井井点降水联合真空预压法加固软基的优越性。试验研究结果表明:深井井点降水联合真空预压法加固类似于依托工程的夹砂层软基是可行的。     

不同处理方式软基的沉降特性现场试验研究

结合水泥土搅拌桩、超载预压以及袋装砂井联合堆载预压三种方式处治的滨海相软基，开展了系统的沉降变形原位试验研究。结果表明:施工期的软基沉降量与填高呈良好的线性关系，预压期的沉降量与时间符合双曲线关系。不同方式处理软基的沉降率与沉降速率显著不同。深层沉降量与埋深呈单指数衰减相关性；路堤临界高度应考虑下卧硬土层的影响。     

堆载预压下深厚人工填土试验段沉降分析及预测

根据中石油云南某石化装卸场铁路专用线整体道床区域堆载预压现场的测试数据,分析了我国西南地区深厚人工填土地基在堆载预压下沉降变形规律,探讨了人工填土在整体道床沉降控制中的适用性。分析结果表明:堆载作用下,地基沉降变形曲线出现明显的反弯点,以碎石土等粗粒料为主要组成部分的人工填土沉降变形主要分为瞬时沉降和蠕变变形,其中瞬时沉降占比达到66.3%~83.6%;采用《高速铁路设计规范》中的灰色系统理论和双曲线法对地基工后沉降进行预测,预测结果表明:双曲线法比GM(1,1)模型更适合应用于人工填土地基的沉降预测,经堆载预压处理的深厚人工填土地基工后沉降能满足整体道床的沉降控制要求。     

夹砂层软土地基电渗联合真空预压设计

电渗联合真空预压处理软基设计方法尚不够系统和全面，限制了该技术在工程中的应用。针对夹砂层软土地基电渗联合真空预压处理设计，提出了可压缩排水电极设计方法，电源与供电线路设计方法，真空封闭及排水系统设计方法和工期与沉降预测方法，给出了具体的夹砂层地基场地电阻的计算公式和有限元法模拟时电压换算超孔压的计算公式，研究成果为夹砂层软土地基电渗联合真空预压工程设计提供了成套设计方法。     

佛开高速公路拓宽工程带帽CFG桩软基加固数值分析

采用非线性有限元法,对带帽CFG桩加固的K29+ 020断面软基上拓宽路堤新老路基相互作用、加固效果和铺设路面时间进行了数值分析.结果表明,拓宽路堤表面最大沉降为8.9 cm,发生在左侧新路肩附近,新路软基沉降主要来自于下卧亚黏土层沉降.下卧亚黏土层中超静孔隙水压力最大,带帽CFG桩复合地基固结速率主要取决于下卧亚黏土层的固结速率.新路软基的固结速率大于老路软基.拓宽路堤表面工后出现负坡率,说明CFG桩加固的新路软基刚度过大,CFG桩复合地基设计可进一步优化.     

分级真空预压联合电渗和强夯法试验

真空预压联合电渗法是疏浚淤泥最有效的地基处理方法之一,但由于真空预压阶段排水板淤堵导致土体固结不足,同时电渗阶段土体开裂严重导致界面电阻较大、能耗过高,该方法在实际工程中并未得到广泛应用。基于此提出一种新的方法,即分级真空预压联合电渗和强夯法,以克服原方法存在的缺陷;同时研究在不同真空分级级数下分级真空预压联合电渗和强夯法对疏浚淤泥的加固效果。采用自制玻璃模型桶,通过室内模型试验对疏浚淤泥加固过程中的土体出流量、电流强度、土体表面沉降以及试验后土体含水量、土体十字板剪切强度、土体pH值和阳极腐蚀量等进行监测。试验结果表明：在分级真空预压、电渗、强夯联合作用中,采用分级施加真空压力的方式有效缓解了真空预压阶段排水板淤堵,使得土体出流强于真空预压联合电渗法,土体表面沉降发展更显著;在电渗阶段与强夯结合有效提高了土体致密性,弥补了土体裂缝,增强了电路电流,提高了电渗排水效率;采用分级真空预压联合电渗和强夯法较传统真空预压联合电渗法而言阳极腐蚀量更小,能耗更低;真空分级级数越多,对疏浚淤泥的加固效果越好;在试验中采用分3级施加真空压力的方式处理疏浚淤泥,处理后的土体十字板剪切强度达到105 kPa,含水量降至37.6%,对疏浚淤泥的加固效果最优。