高填方涵洞土压力变化规律与影响因素的数值模拟研究

通过模型试验和数值模拟计算研究了不同边界条件下的公路高填方涵洞土压力随填土高度变化的规律和拱效应特点，不同涵位、不同孔径和不同涵型的受力特点和影响高填方涵洞受力的因素，结果表明，当涵顶填土达到一定高度以后。高填方涵洞上方将产生拱效应。使涵顶土压力不随填土高度成线性变化，而成非线性规律变化，边界条件对高填方涵洞的受力有一定的影响，岸坡设涵和坡脚设涵可以减小涵洞的土压力．成果对高填方涵洞土压力计算和设计有重要理论参考价值．     

基于透明土技术的桩后土拱效应特征分析

为研究圆桩后土拱效应的特征及演化过程,从细观角度开展了基于透明土技术的桩土相互作用试验研究. 首先开展了透明土配比试验,获取物理力学性质适宜的土体;其次设计了试验系统并得到透明土与桩相互作用的散斑场图像;最后通过particle image velocimetry （PIV）技术分析得到位移矢量图,进一步分析得到透明土位移变化规律. 研究结果表明:通过位移矢量图可以得到圆桩作用下土体运动趋势及土颗粒的位移特征,并可进一步解译得到位移等值线构成的拱形结构,即桩后土拱结构,呈现出抛物线形,其范围与桩径、桩间距及深度有相关性;桩径越大,土拱区域越大,桩径30 mm时,土拱高达100 mm,桩土相互作用的影响范围越大;桩间距越大拱高最大值越大,桩间距80 mm时,土拱高也达100 mm;不同深度下土拱拱高在变化趋势上有较大的相似性,深度越深,土拱的最大拱高越小,深度50 mm时,拱高60 mm;通过拟合公式得到,土拱最大拱高沿桩身方向从桩顶至桩底呈逐渐减小趋势,同时随土体位移增加,表现出先增大,后趋于一稳定值的特征,其稳定值的大小与桩径呈正相关、桩间距呈正相关及深度呈负相关.      

高填方涵洞土压力变化规律与影响因素的数值模拟研究

通过模型试验和数值模拟计算研究了不同边界条件下的公路高填方涵洞土压力随填土高度变化的规律和拱效应特点,不同涵位、不同孔径和不同涵型的受力特点和影响高填方涵洞受力的因素,结果表明,当涵顶填土达到一定高度以后,高填方涵洞上方将产生拱效应,使涵顶土压力不随填土高度成线性变化,而成非线性规律变化,边界条件对高填方涵洞的受力有一定的影响,岸坡设涵和坡脚设涵可以减小涵洞的土压力.成果对高填方涵洞土压力计算和设计有重要理论参考价值.     

高陡边坡桥台稳定性分析及处治

高速公路运营过程中,高陡边坡桥台受地形、地质及自然条件等因素影响,易降低边坡稳定性影响桥台安全。以临县至离石高速公路枣林互通1号桥为工程背景,分析探讨桥台边坡水毁产生的原因,结合勘察资料及计算结果,提出了综合的边坡处治方案。通过Plaxis有限元计算软件模拟得出边坡处治前后的最大应力值、处治后位移以及安全系数,验证得到预期效果,为类似的工程提供参考依据。     

平罗高速公路大小井钢管混凝土拱特大桥拱座边坡稳定性评价

考虑拱座边坡稳定对桥梁安全运营及寿命的重要性,鉴于定值模型难以得到符合实际的复杂边坡稳定性计算结果,基于模糊综合的方法,评价边坡的稳定性。分析结果表明:边坡处于较稳定的状态,但也不可忽视强降雨条件下坡面溜坍等水害,据此做出加强坡面截水及绿化的建议。可为类似边坡的优化设计、灾害防治提供依据。     

桩锚支护体系竖向土拱效应分析与桩后土压力计算

针对桩锚支护桩后竖向土拱效应, 利用土拱力学平衡条件分析了土拱的形成机理、几何特性与其对土体应力分布的影响。采用室内模型试验, 监测得到不同阶段下土体的应力场分布, 通过与现场监测数据和经典理论计算值的比较, 验证竖向土拱的存在。基于竖向土拱效应, 采用斜土层单元法, 推导了桩后土体应力分布表达式, 并与经典理论计算值和模型试验数据进行了对比分析。研究结果表明: 土体自重应力曲线在2层锚杆间发生衰减, 桩侧土压力在锚杆支点处出现相对峰值, 锚杆上部形成了竖向土拱, 对土体应力重分布影响显著。采用考虑竖向土拱效应的斜土层单元法得到的土压力分布规律与室内试验结果一致, 2条曲线同深度处桩侧土压力最大差值不超过15%, 表明利用该方法计算出的土压力具有较高的准确性。     

全风化花岗岩边坡破坏的判断

在泰赣高速公路k203~k215段,通过调研发现有一半以上的高边坡是全风化花岗岩坡体,本文通过数值模拟对全风化花岗岩坡体的变形破坏机理进行研究,应用FLAC3D软件对边坡进行反复试算,建立了临界状态全风化花岗岩坡体模型,并确定了临界坡角约为60°,从而可以对全风化花岗岩坡体破坏的判断提供参考,对全风化花岗岩边坡的支护有一定的指导意义.     

多雨季节公路岩质边坡施工稳定性研究

通过数值模拟软件MIDAS/GTS对在加固前后降雨入渗对边坡稳定性的影响进行研究,可以得出：加固前坡体在天然状态下开挖稳定性较好,在降雨入渗条件下随着降雨强度、降雨持时的增加,边坡的水平位移不断增加。采用锚喷护面后,即使发生暴雨,边坡的最大水平位移仅为25mm,最大垂直位移为15mm,此时计算出的安全系数为1.28,边坡稳定。     

土钉加固高液限土路堑边坡的支护参数优化

土钉支护已广泛应用于边坡工程,但至今对土钉支护参数的选取尚无规范可依。基于有限差分法软件FLAC,利用正交试验设计进行数值模拟,得到一定坡高土钉支护参数的合理取值范围,并选取典型工点对土钉的支护效果进行稳定性评价,对比处治前后边坡的安全系数及最大水平位移,结果表明,在正交试验基础上选取合理的土钉支护参数,边坡的稳定性大大提高。计算结果可为土钉支护定量化设计提供参考。     

杨家山黄土连拱隧道数值模拟分析及施工建议

以杨家山黄土连拱隧道为背景,采用Midas GTS数值软件,考虑隧道地形、地质条件、施工阶段、围岩荷载、注浆加固等因素,模拟了黄土连拱隧道施工开挖的全过程,对中导洞及主洞沉降位移等进行了分析,结果表明该类地形地质条件采用连拱方案建设风险较大,应选择小净距或分离式方案。