铁路桥台台背土压力的现场试验研究

现场试验对拟建高速铁路桥台台背土压力进行长时间观测,得到了台背土压力随时间的变化和稳定的情况、土压力随填土高度变化的关系以及稳定后台背土压力的大小和分布情况,并将试验结果与理论计算值进行了比较。试验成果和土压力数据可供土压力的理论分析和高速铁路桥台设计参考和利用。     

气泡轻质土在路基台背回填中的应用效果分析

以气泡轻质土为研究对象,总结了气泡轻质土在路基台背回填中的应用特征;同时借助现场监测数据,研究分析了气泡轻质土在路基台背回填中的受力及变形性能。结果表明：气泡轻质土作为回填材料,可以很好地解决桥头跳车现象;当工程中地基承载力不足时,可采用气泡轻质土作为回填材料,降低地基负载;台背土压力远大于台侧土压力;随着时间的增长,台背土压力和台侧土压力逐渐趋于稳定,最终满足地基承载力的需求。     

平移模式下挡土墙墙背土侧压力系数的计算

根据库仑土压力理论中墙背滑动楔体整体达到静平衡的基本原理，假定沿墙高方向，土与墙背的摩擦角均达到极限值，从墙背处土体主应力偏转的应力状态分析出发，得到墙背处的主应力偏转角和土侧压力系数的计算公式；把土侧压力系数用于水平层分析法，建立了竖向土压力的基本方程，求解该方程，导出了挡土墙主动土压力、土压力合力及其作用位置的理论公式。经比较，该方法与其他方法对土侧压力系数的计算结果基本一致，所得的挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果也较为吻合。     

有限土体主动土压力数值计算及参数分析

为研究填土宽度、粘聚力、内摩擦角和计算深度等对墙后有限宽度土体主动土压力分布的影响,建立有限土体数值计算模型,结合工程算例,将有限元法与前人提出的几种有限土体主动土压力计算方法进行对比分析。结果表明,在同一深度处,有限土压力随土体粘聚力的增大而减小,随摩擦角和计算宽度的增大而增大;主动土压力随有限土体宽高比的变化呈上凸曲线,在一定填土宽度范围内,墙背和已有建筑物墙背越粗糙,摩擦系数越大,主动土压力越大;有限元法的分析结果与基于极限平衡理论及平面滑裂面假定的有限土体主动土压力计算方法的结果最相近。     

气泡混合轻质土在寒区桥台台背填筑中的应用

气泡混合轻质土具有容重小、隔热保温、低蠕变、抗冻融与耐久性良好等特点.通过在寒区桥台台背中填筑轻质土的试验,证明轻质土能很好地消减水平冻胀力与土压力,对寒区桥台台背的冻胀防治具有很好的效果.     

墙背及填土面倾斜刚性墙承受的地震主动土压力研究

地震多发区的刚性挡土墙设计,确定地震主动土压力大小及合力作用点位置至关重要,但以往国内外学者多采用拟静力学法进行分析计算.为使理论分析更贴近实际,设地震时墙后填土受到正弦式稳态振动作用并考虑时间和相位差,采用拟动力学的极限平衡方法(仍假定土中破裂面为平面),分析并建立了无粘性填料的墙背及填土面倾斜刚性挡墙地震主动土压力系数、压应力分布及其合力计算公式.在此基础上,探究了填土摩擦角φ、墙背与土摩擦角δ、墙背倾角α、填土面倾角i以及水平与竖向地震加速度对最危险破裂面倾角θ、主动土压力系数及土压应力分布的影响.与已有分析方法比较,该文提出的地震主动土压力呈非线性分布的结论更加符合工程实际.     

土工格栅处理桥头过渡段路基试验研究

为了避免在高填方桥台台背回填路基产生桥头跳车的病害,提出了土工格栅处理设计方案,并在施工过程中,对填土压实度、路基弯沉、土压力和台背路基顶面沉降等技术指标进行了跟踪检测,其处理效果良好,说明了土工合成材料处理桥头过渡段路基是一种减小差异沉降的有效手段.其土压力检测结果表明了土工合成材料处理桥头过渡段路基能够对台背填土产生向上的托举力,而且其托举力的规律是离桥台越近,托举力越大;同时也说明了现有的设计方法在路基中部高度土工格栅应当适当加密.     

公路桥涵台背回填材料的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验研究不同回填材料作用于桥涵台背土压力的分布状况和回填区表面沉降变形特征,从而优选出性能最佳的台背回填材料。首先,推导了台背回填问题的离心模型试验相似律;其次,进行了陶粒粉煤灰混凝土、粘性土、风积砂、砂砾和石灰土等几种材料的台背回填离心模型试验。研究发现:这些回填材料的压缩性由大至小的顺序为:粘土→石灰土→砂砾→风积砂→陶粒粉煤灰混凝土;轻质、高强度、低压缩性的陶粒粉煤灰混凝土的土压力和沉降变形最小;散粒体回填材料的施工压实度对回填区的表面沉降影响显著。结果表明:陶粒粉煤灰混凝土应用于桥涵台背回填工程具有明显的优越性,是一种值得推荐的台背回填材料。     

倾斜刚性挡墙主动土压力的土拱效应分析

根据土拱效应原理和摩尔应力圆,获得了考虑墙背倾角影响的墙背法向主动土压力系数,然后根据水平微分滑裂体的竖向静力平衡得到了平移模式下的倾斜刚性挡土墙法向主动土压力、法向主动土压力合力及其作用点高度等的计算式。进一步分析了墙背倾角、墙土摩擦角和填土内摩擦角对法向主动土压力及其系数、法向主动土压力合力及其作用点高度的影响。     

基于ANSYS的桥台土压力有限元分析

以有限元软件ANSYS为计算工具,针对少(林寺)—洛(阳)高速公路桥台和台后路堤与地基特点,模拟了试验桥台的受力和边界条件,建立了平面有限元模型。通过计算,分析了桥台土压力分布规律及台背土压力随桥台位移发生变化的规律。并将有限元的分析结果与现场土压力测试结果进行了对比分析,二者吻合较好。     

气泡混合轻质填土技术在解决高等级公路软基路堤桥头跳车问题中的应用

简要地分析了桥头跳车的原因及其对道路和行车的影响；以气泡混合轻质土应用于台背填土为例，详细地分析了路基的沉降及桥台所承受的土压力的减轻效果。     

挡土墙主动土压力分布研究

该文基于极限平衡理论,利用单元分层法分别讨论了墙后无开挖回填和有开挖回填不同工况条件下的挡土墙土压力分布形式,推导出不同工况条件下的主动土压力强度及主动土压力系数理论公式。结果表明,墙后无开挖回填工况条件下墙背主动土压力沿墙高成线性分布;墙后有开挖回填工况条件下墙背土压力沿墙高成非线性分布。     

重力式挡土墙墙背土压力及其分布的研究

库伦土压理论问世以来,其压力分布问题一直未获圆满解决。湖南省交通科学研究所从1976年开始进行专题研究,通过理论推导和试验验证,导出了重力式挡土墙墙背主动土压力的非线性分布解。在1986年发表予《中南工路工程》上的“粘性土对挡墙侧压力的非线性分布”一文的基础上,将土压力分布的理论计算公式推广至填料面倾斜的情况,其理论计算方法的要点包括: a.公式推导时所用的假设条件是在库伦假设的基础上加以扩展的;b.公式适用于包括粘性土在内的任何土质,c.重力式挡土墙墙背主动土压力分布强度P的表达式是本理论推导的基本公式,据此计算的主动土压力合力作用点位置,低时不到0.25H,高时可达0.45H左右;d.由P积分求得的合力表达式与用滑楔整体静力平衡法求得的合力公式一致;e.对于理想砂土,本理论导出的合力表达式的简化形式与库伦公式完全相同。介绍的理论计算方法,不但拓宽了库伦主动土压力理论的适用范围,而且解决了主动土压力沿墙高的分布问题。     

极限平衡法求解加筋土挡墙墙背土压力的通用公式研究

基于极限平衡法,通过严密的数学推导和理论分析提出了适合任意土质、任意墙背倾角、任意单一斜度填料面的加筋土挡墙墙背主动土压力非线性分布的通用表达式,得出了加筋土挡墙土压力分布和合力作用点的高度计算公式。通过泥质红砂岩土石混合填料加筋土挡墙工程现场实测土压力值进行了对比分析,结果表明:上述计算方法合理,计算值与实际相符,拓宽了朗肯土压力理论库仑土压力理论应用范围,可直接应用于工程设计。     

库仑主动土压力系数影响因素的敏感性分析

讨论了库仑主动土压力系数影响因素:墙背倾角、填土内摩擦角、填土坡角、墙背与填土间的外摩擦角等4个参数的合理取值范围.在参数合理取值范围内,以所取某一参数组合为例,采用正交试验分析法,进行了多因素敏感性分析,得出了相应的库仑主动土压力系数对不同参数的敏感度大小关系和敏感度的变化趋势.据此,进一步提出了针对挡土墙工程在设计、施工、运行管理中的相关建议.     

泡沫轻质土在桥头路基治理中应用研究

阐述了泡沫轻质土的特点;为解决河北省道改扩建工程S126YH-SG2标段桥台与路基结合部台背土压力大,易出现桥台倾覆的问题,采用泡沫轻质土对桥头路基进行处治,阐述了处治方法,提出了施工质量控制措施.应用结果表明,采用泡沫轻质土治理桥头路基的效果良好.     

极限平衡法求解加筋土挡墙墙背土压力的通用公式研究

基于极限平衡法,通过严密的数学推导和理论分析提出了适合任意土质、任意墙背倾角、任意单一斜度填料面的加筋土挡墙墙背主动士压力非线性分布的通用表达式,得出了加筋土挡墙土压力分布和合力作用点的高度计算公式。通过泥质红砂岩土石混合填料加筋土挡墙工程现场实测土压力值进行了对比分析,结果表明：上述计算方法合理,计算值与实际相符,拓宽了朗肯土压力理论库仑土压力理论应用范围,可直接应用于工程设计。     

挂板斜插式桩板墙土压力分布模式试验研究

斜插式桩板墙是支挡结构与景观绿化相结合而形成的一种新型道路边坡支挡形式,目前已在实际工程中得到应用。由于该结构允许墙背土体主动变形,墙背不完全垂直、光滑及墙背地下水可自由渗透等方面与传统直挡板桩板墙相比具有特殊性,在一定程度上影响了挡墙墙背土压力的发挥。为此,通过室内模型试验,对比分析了斜插式桩板墙与传统直挡板桩板墙在土压力分布模式上的区别。     

高等级公路桥头跳车处治新技术

分析了桥头跳车的原因及其对道路和行车的影响,并以气泡混合轻质土应用于台背填土为例,分析了路基的沉降、桥台桩基的弯矩及桥台所承受的土压力的减轻效果.     

主被动状态间墙体侧向位移与土压力关系

为了研究从静止到主动状态或从静止到被动状态下墙体侧向位移与墙背土压力大小的关系,以应力Mohr圆为出发点,通过引入内摩擦发挥角,推导了主动与被动状态间土压力与内摩擦发挥角的统一表达式。根据所构建的墙体位移与土体剪应变几何方程以及等极限应变下的剪应变-剪应力理想非线弹塑性物理模型,建立了能基本反映土体应力-应变特性和墙后填土初始应力状态的墙体位移-土压力统一函数关系式,并结合Coulomb土压力模型近似考虑了墙背与填土间摩擦力的影响。研究结果表明：影响墙体位移-土压力关系的核心要素是墙背初始应力状态、墙后滑移区范围及填土应力-应变特性;初始侧压力系数的增加,直接导致进入主动与被动状态所需墙体位移出现相应的增大和减小,墙体位移-土压力曲线沿水平轴呈现出整体平移的变化;土体内摩擦角和墙土摩擦角的改变会引起滑移区范围的变化,从而使墙体位移-土压力曲线整体放大或缩小;填土应力-应变特性是墙体位移-土压力关系的微观本质,其模量比与极限剪应变对墙体位移-土压力曲线的平缓程度及极限状态下的墙体位移大小影响显著。