宽路堤软土路基沉降的有限元模拟

通常认为路堤中央部位的沉降量要比两边路堤边坡部位大，因此一些规范要求将路堤沉降测点埋置在路堤中央。本文采用弹性模型Biot固结有限元程序对一宽路堤在软土路基条件下的沉降进行有限元模拟，认为宽路堤软土路基沉降量呈中央小两边大，并且最大沉降位置随堆栽的增高向路堤中央移动。这一模拟结果与马来西亚：Muar试验路堤的观测结果是吻合的，深圳机场宽400m的地基的实测沉降也显示出在地基边缘处沉降量大于地基内部沉降量。     

真空-堆载联合预压法在软基加固中的应用

真空-堆载联合预压法（真空预压）在高速公路施工中是一种新技术，主要用于软土路堤的地基处理。在软土层较厚时，采用真空预压可以增加施工期间的沉降量，同时减少路堤的工后沉降，使公路运营后能保证路基的稳定性。真空产生的侧向收缩变形与堆载过程中产生的侧向挤出变形相抵消，因此，地基不会因为填土速率快而出现失稳破坏。同时，利用路基填土作为堆载，使土体在真空荷载和堆载联合作用下发生固结。固结完成后，地基土的强度可提高2～3倍。     

高速公路高填方路堤差异沉降特性研究

为了研究高填方路堤差异沉降特性,本文以某高速路堤为例,采用ABAQUS有限元软件,就不同填方高度、不同路基土压实度和不同填筑材料对高填方路堤差异沉降特性进行了研究。得到主要结论如下:高填方路堤的最大沉降值出现在路堤中部;随着路堤填筑高度的增加,路基最大沉降值明显增大,且沉降的速率也随填筑高度的增加而增加;提高路基土的压实度,有利于路堤土差异沉降的改善,但改善程度非常有限;改善路堤填土的力学性质是减小路基压缩沉降非常有效的措施之一。     

拓宽加载对旧路基附加沉降影响数值分析

基于有限元数值分析方法,对路基拓宽工程中,新路基填筑对旧路基附加沉降的影响进行了研究。选取6 m厚软土地基双向4车道的两侧拓宽工程作为数值模拟原型,新路基填筑分别采用不同的填筑、固结间隔期的分层加载方式,通过监视旧路基坡趾下方不同深度的指定观察点,提取观察点的沉降-时间曲线,分析其加载过程的沉降特征,获取不同拓宽加载方式下旧路基下地基影响深度范围内附加沉降的变化特点及沉降完成时间。研究结果表明,新路堤填筑加载总量一定时,不同填筑方式引起的旧路堤附加沉降基本为定值,根据堆载高度可以确定旧路基最终沉降量;新路堤填筑方式影响旧路堤的沉降完成时间、填筑加载时间与自然固结时间相对集中时,旧路堤完成沉降所需工期较短。     

高速公路软基路堤临界高度研究

在软土地基上修筑高速公路存在路堤临界高度的问题,根据某高速公路的现场实测数据,探讨了临界高度对软基沉降、侧向位移的影响.分析结果表明:路堤填筑到临界高度以后,软基的沉降量、沉降速率、侧向位移量都急剧增大.最后,应用遗传神经网络算法来计算路堤临界高度,并结合工程实例验证了该算法具有较高的预报精度.     

红层软岩高填方路堤工后沉降数值模拟

依托云南楚姚高速公路红层软岩高填方路堤工程,建立典型边坡断面模型,对路堤工后长期沉降进行数值模拟。结果表明：路面最大沉降和最大不均匀沉降随压实度的增大呈现出减小的趋势,随着含水率的增加呈现出“先减小后增大”的趋势。因此,适当增大填料的压实度,使用非饱和（最优含水率）状态的填料,可以较好地控制高填方路堤的长期沉降,达到规范要求的质量控制标准。同时,进行高填方区域堆载预压,完成路基早期工后沉降,可减少通车后的长期沉降。堆载高度的选择应综合考虑成本和效益,根据填方高度和现场条件,选择合适的堆载高度。     

塑料排水板与碎石桩处理软土地基作用效果对比分析

结合四川盆地北部地区特殊地质条件和软土物理力学性质,针对新建巴中～南部高速公路实际工程中不同的软基类型,运用地基沉降、深层水平位移及路堤工后沉降等监测手段对塑料排水板和碎石桩两种软土地基处理方法的效果进行对比分析,确定两种软基处理方法对地基沉降和水平位移的影响规律.监测结果表明,塑料排水板处理软土地基,软土排水能力强,软土固结较快;碎石桩处理软土地基能有效控制地基深层水平位移值的进一步扩大.结合研究成果,提出了针对软土地基层厚度和路基填筑高度合理选择软基处理措施的办法,为软基处理设计与施工提供技术参考.     

宽路堤和地基土共同作用分析

对宽路堤填土的高度、刚度以及地基土刚度的3种不同组合,将路堤和地基一同划分网格,地基部分采用修正剑桥Biot固结耦合模型,填土部分采用弹塑性摩尔-库仑模型,进行地基沉降和水平位移有限元分析,得出宽路堤地基沉降和水平位移的分布与路堤填土高度、刚度以及地基土刚度等因素密切相关:在地基土较软、填土刚度不大的情况下,最大沉降量发生在路堤坡肩下,且随堆载的继续,最大沉降位置向内移动,且与路堤中心处的沉降差减小;当地基土较硬时,水平位移量变小,在路堤两侧不再出现最大沉降量,路堤下地基沉降差减小;当填土刚度增大,地面沉降量、水平位移量和沉降差都减小,随堆载的继续,沉降差减小显著。     

基于FLAC3D的桩网复合地基路堤施工变形模拟分析

为研究软土地基路堤施工时路基的变形特性,以九江绕城高速公路A1标段经桩网复合结构处理的深厚软基试验段为研究对象,运用有限差分软件FLAC3D对此进行模拟分析。计算结果表明:路基表面与桩体沉降随距路基中心距离增大而减小,路基表面水平位移随距路基中心距离增大而先增大后减小;最大水平位移位置随填土高度的增加向路基中心方向偏移,填筑结束时在距坡脚3 m处附近;桩网复合地基能较显著控制路堤填筑时路基变形情况。     

换填与加筋结合处理路基加宽下软土地基的效果分析

针对软土地基上旧路加宽工程中不可避免的新旧路基间不均匀沉降问题,提出了换填一定厚度的软基并在路堤底部铺一层土工格栅的处理方法。采用有限元法对不加筋不换填、加筋不换填、加筋换填等几种路基加宽的软基处理方案分别进行了计算分析,得到以下结论：（1）换填与加筋相结合可明显降低软基上新旧路堤下地基的不均匀沉降AS;（2）当路堤高度和软基厚度一定时,△S随换填深度的增加或格栅抗拉模量的增大而减小,因此可以通过选择适当的换填深度和合适的格栅抗拉模量来达到控制不均匀沉降△S的目的。如果给定△S的容许值,则换填深度与格栅抗拉模量之间存在最佳组合,此时处理费用最低。提出了确定此最佳组合的方法;（3）当路堤高度不变而软基厚度过大时,或软基厚度不变而路堤高度过大时,即使换填深度达到经济最大深度（通常为3m）,不均匀沉降AS仍会超过容许值,该处理方法不宜采用。     

高速公路软土地基处理方法比较分析

在软土地基上修建高速公路,主要问题是地基强度低,路堤沉降量大,沉降不均,路堤易失稳。采用数值方法对塑料排水板、碎石桩和刚性桩三种方法处理软土地基效果进行了比较分析,研究结果表明:①由于刚性桩的刚度远大于桩间土的刚度,因此承担了大部分路堤荷载,仅有小部分路堤荷载由桩间土承担,刚性桩能很好地控制软土地基的沉降,碎石桩能提高软土地基的承载力、改善软土的渗透性,处理效果差于刚性桩,塑料排水板仅能提高软土的渗透性,因此处理效果最差;②采用塑料排水板处理软土地基时,路堤最易发生失稳破坏,碎石桩次之,采用刚性桩处理软土地基时,路堤稳定性最高。     

高速公路路堤基底承载力计算方法分析

基于高速公路路基基底应力的三种计算方法，即比例荷载法、等效荷载法、三维数值分析软件FLAC3D，对高速公路路堤基底承载边进行计算。通过计算结果的对比分析，归纳了路基基底应力随着路堤高度和基底软土厚度变化的分布规律，并提出了路基基底应力的计算公式，可作为路基基底承载力或软基清淤的量化评定，避免人为地判断地基处理合格性。     

铁路软弱地基CFG桩加固效果和变形特性研究

针对CFG桩加固铁路软弱地基的效果和变形特性,运用Midas数值分析软件建立二维全断面双线路基模型,分别对施工期地基加固前和加固后6种工况下的竖向位移进行计算。以地基沉降值、路堤沉降值和工后沉降值作为分析指标,说明了CFG桩加固软弱地基的优越性。由于梯形路基附加应力分布不同,沿路基宽度方向地基表面沉降呈“中心大两边小”的不均匀现象。地基压缩层和路堤填料层是地基加固前路基结构的变形关键区,路堤填料层是地基加固后路基结构的变形关键区。桩土之间由于力的分配不平衡存在差异沉降,桩-砂石垫层之间存在最大剪切应变。     

高填方路堤PHC管桩加固软土地基土拱发育演化特征研究

依托京滨铁路宝坻至滨海新区段JBSG-3标段的建设项目工程,基于现场原位试验,分析在含有软土地层的崎岖地形下填筑大于30 m的路堤,加固高填软基路堤中土体的土拱演化规律,探究预应力高强混凝土（PHC）管桩在高填方路堤中抑制土拱效应的效果。研究表明：群桩（管桩）能够有效地提高桩间土体的承载性能;地基加固方式深受基底压力分布规律的影响,当基底压力呈非均匀分布时,会导致桩间土压力过大,极端情况下局部超过地基承载力设计值;压实桩端土体导致桩间土压力上升和桩承荷载下降现象,若荷载较大时,也存在桩端产生“刺入”现象,引起桩间土沉降速率低于桩体沉降速率;管桩复合加固高填方路堤中土体的土拱演化规律的关键因素是持力层和荷载强度,若桩端产生刺入情况会引起土拱骤停,导致桩间土剪切破坏,引起高填路基整体变形,进一步加深桩体形变量,可通过设置连梁来减少桩体不均匀形变,提高其整体稳定性。     

超载超速作用下风积沙低路堤与地基动力特性研究

建立移动简谐荷载作用下三维路堤与换填地基动力响应模型,对超载、软土地基换填及行车速度等因素影响下的风积沙低路堤与地基动力响应展开研究。结果表明:①超载20%时,路基动力响应影响深度为6.9 m,远大于标准轴载下的1.9 m,超载对路基路面造成了较大的破坏;②对盐渍化软土地基采用砂砾换填处治后,改善了上部路基的变形特性;③不同车速工况下,动荷载的作用时间与幅值是动力响应的主要影响因素;高速行驶的车辆对路基动力响应的影响比低速要大得多。     

软土地基泡沫轻质土路基变形性状分析

由于泡沫轻质土浇筑的路基属于整体性结构,加之轻质土路基作用下地基的沉降量小,因此轻质土路基对地基不均匀沉降应有更大的适应性。以广佛江快速通道江门段一标段的试验工程采用气泡混合轻质土换填部分路基为例,根据现场监测数据对气泡混合轻质土在深厚软土路基浇筑过程中的路基基底应力、应变和路基分层沉降规律进行分析,并讨论了软土地基泡沫轻质土路基荷载的分布和传递规律。     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

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。     

银吴客专螺杆桩复合地基承载及沉降特征研究

依托在建银吴客专某区段粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基处理工程,研究螺杆桩在高速铁路路基地基处理中的施工工艺、承载及沉降特性。结果表明:在黄土地区粉质黏土、粉土、粉细砂地层中,可以形成螺杆桩螺纹段桩身,成桩质量良好;通过静载荷试验得螺杆桩复合地基具有较好的承载性能;路基填筑完成时地基沉降为18.05~24.54 mm,填筑完成6个月沉降增加值为1.37~2.06 mm,地基渐趋稳定;由此可知,地基沉降变形主要发生在填筑期间,表明采用的螺杆桩设计参数,能够有效控制该地区粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基的沉降。