中国路基工程学术研究综述·2021

作为路面的基础,稳定、坚实、耐久的路基是确保路面质量的关键,而中国一直存在着“重路面、轻路基”的现象,使得路基病害导致的路面问题屡禁不止。近年来,已有越来越多的学者注意到了路面病害与路基质量的关联性,从而促进了路基工程相关的新理论、新方法、新技术等不断涌现。该综述以近几年路基工程相关的国家科技奖的技术创新内容、科技部及国家自然科学基金项目、优秀中文权威期刊的论文、Web of Science中的高水平论文的关键词为依据,系统分析了国内外路基工程五大领域的研究现状及未来的发展方向。具体涵盖了：地基处理新技术、路堤填料工程特性、多场耦合作用下路堤结构性能演变规律、路堑边坡的稳定性、路基支挡与防护等。可为路基工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。     

基于附加应力分析的多年冻土路基变形机制分析

路基沉降是多年冻土区道路建设中需要解决的关键问题之一。以往对冻土路基稳定性的研究主要集中于冻土路基变形与热稳定性等方面,对冻土路基沉降的力学机制关注较少。采取数值模拟方法,对冻土路基变形过程进行模拟,并从力学角度阐明路基变形机制。结果表明,路基填筑引起的应力重分布主要集中在垂直方向0～-3m、水平方向路基范围内;在附加应力作用下,活动层会产生沉降变形;路基变形主要来自于多年冻土层的融化固结,其次是高温冻土的蠕变,最后是活动层的压缩;冻土路基下不同层位的变形量有所区别,且开始产生变形的时间也不同;降低年平均地温,能够有效地减少路基变形。     

桩承式多层水平加筋复合地基受力与变形分析

主要研究桩承式多层水平加筋复合地基中桩土应力比和桩土沉降。通过建立内外土柱受力变形模型和引入剪切位移法研究了水平加筋体的变形和应力传递规律,并基于内土柱微元体力平衡条件,推导出了桩土应力比n、差异沉降等计算公式。通过工程实例的分析计算,验证了公式的可靠性,分析了各影响因素与桩土应力比的关系。结果表明：随着桩土沉降差△s的增大,n也变大;随着内摩擦角P的增大,n是先增大后减小,且当φ=300时,n达到最大值;n与粘聚力c基本呈线性关系,与桩间距L近似呈双曲线关系。这与工程实例测试结果较为吻合。     

高速公路拓宽拼接处差异沉降机理与控制综述

叶集至信阳高速公路位于黄淮冲击平原和大别山区,路基主要为高液限粘土、膨胀土,即沿线取土场填土CBR值不能满足筑路要求,通过对路基上路床石灰改良土施工工艺、不同龄期压实度检测和不同龄期击实试验,研究了路基填土掺灰改性后干密度值存在随龄期变化的现象。     

双向土工格栅加筋路堤现场试验研究

用粉质红砂土修筑了一段双向土工格栅加筋试验路堤，现场测定了试验路基的回弹模量，研究了加筋层间距对回弹模量的影响规律。发现双向土工格栅加筋路堤的回弹模量随加筋层间距的减小而提高，提高的幅度随层间距的减小而降低。     

碱性环境隧道排水管结晶规律室内试验研究

我国西南地区修建的隧道存在着日益突出的排水系统结晶堵塞问题。为研究该环境下排水管结晶规律,基于地下水和结晶物分析结果,在实验室以PVC 管模拟隧道排水管、以纯CaCl2 和NaOH 试剂配制4 种pH 值(8、9、10、11)饱和溶液,分别进行试验管半充水和满充水2 种状态下8 种工况的56 d 结晶生长试验; 通过对晶体质量、XRD 和SEM 图分析,得出结晶规律。结果表明: 排水管结晶量随pH 值增大而增加,但受pH 值和充水状态的耦合影响;当pH 值为8~10 时,半充水管结晶量更高,结晶量受充水状态影响较大;当pH 值为11 时,在试验开始23 d 后满充水管结晶量逐渐高于半充水管,结晶量受pH 值影响较大。结晶体均为方解石,pH 值越大,晶体晶型以纺锤形为主、堆积越紧密、晶粒尺寸越小且均匀。     

Joints behaviour of through steel beam to composite column connection: Experimental study

The objective of this study is to categorize the failure modes; moment and rotation capacities; ductility; stiffness; joint classification; strain behaviour; and load transfer mechanism of steel beam through CFST column connections. Eight one-third scale composite joints were tested under static load up to failure. The key parameters comprise two η_Strength ratios; the effect of beam flange and web continuity inside the connection zone; and full cross-section continuity of steel beam. Moreover, the contribution of the connection component to the overall capacity of composite joints was determined. Results indicated that through beam connection could provide an ideal rigid joint. The absence of beam flange and the discontinuity of full beam cross-section made the connection component highly susceptible to fracture. In contrast, the presence of these details leads to higher ductile behaviour and prevent joint failure. The flange contribution to the moment and rotation capacities is significant, contrarily to the web contribution, which is negligible in value. The flange contribution to ductility coefficient is more dominated compared to web contribution. When strong column-weak beam criteria are followed, the continuity contribution to initial stiffness is more dominated. In contrast, the specimens that follow the weak column-strong beam criterion, the flange contribution to the initial stiffness has the major effect.     

分幅距离对青藏高速公路分离式路基动力响应的影响

为研究地震波作用下分离式路基的动力响应特性,结合现场钻孔资料,以标准断面的分离式路基为研究对象,采用二维非线性动力有限元非关联流动法,建立2幅坡脚距离分别为5,10,15和20 m的路基模型。通过施加50 a超越概率2%,10%和63%的地震波,得到分幅距离变化对路基地震动力响应的影响效应。研究结果表明:路基表面的Mises应力值大小受坡脚距离变化影响较大,对天然地表与坡脚影响微小,而对剪应力S12值大小的影响规律与此相反;随着坡脚距离的增加,路基表面与天然地表的水平峰值位移呈现先升高后降低的变化规律,在10 m坡脚距离的参考点水平峰值位移出现极大值。研究结果为青藏工程走廊内的路基选型布线与抗震设计提供一定参考。     

盖挖半逆作法地铁车站关键部位的受力及变形分析

青岛地铁五四广场站采用盖挖半逆作法施工。通过Plaxis软件对吊脚桩进行建模,分析其受力及变形情况,采用MIDAS GEN软件分析了钢管混凝土立柱柱脚的复杂受力情况。仿真分析及验算结果表明,吊脚桩和钢管混凝土立柱的受力及变形情况均满足要求。     

填石路堤连续压实质量验收方法研究

连续压实参数CMV是路堤填料达到相应刚度和压实度指标要求时的一个间接的控制参数.由于系统初始化时标定的参数不同,检测时现场工点条件不同以及路堤本身的复杂性和多变性,有必要对CMV进行数理统计、概率分析,然后结合常规压实检测指标进行对比,掌握其规律,找出其概率分布特征,并找到一种比较适合的连续压实检测技术的验收方法.