泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中的应用

泡沫轻质土作为近年来常用的一种新型材料,具有轻质性、整体性、抗压性、耐久性、环保性等良好的工程特性。与传统填料相比,泡沫轻质土的抗压及高强特性,对工后沉降的控制更具优势。特别当采用泡沫轻质土对路桥衔接段路基进行处理时,可大幅降低填土荷重,减少工后沉降及影响深度。现结合工程实例,详细阐述了泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中,采用的主要设计技术指标、设计要点及施工要点,为该材料在工程领域推广应用提供参考。     

珠三角深厚软土地基双向水泥土搅拌桩试验研究

针对常规水泥土搅拌桩存在的施工问题,结合工程实践,开展了常规水泥土搅拌桩、双向水泥土搅拌桩和钉形双向水泥土搅拌桩的现场对比试验研究。标准贯入试验和无侧限抗压强度测试结果表明,常规水泥土搅拌桩和双向水泥土搅拌桩的桩身强度均较高,且不同深度桩身强度均匀性较好。双向搅拌桩可适用于珠三角深度超过20m以内软土地基的加固工程。钉形桩承载力特征值为210kN,加固效果良好,且具有较显著的经济效益。     

考虑膨胀力与孔隙性的膨胀土边坡稳定性

研究了膨胀土边坡的稳定性分析.相对于普通土体,膨胀土的多孔隙性以及膨胀性对其边坡的稳定性有重要的影响.由于以上两点原因,膨胀土边坡常发生浅层滑动.为了分析其浅层稳定性,利用极限分析原理,建立了圆弧状的破坏机构,将膨胀力视为外力作用与滑动体上.在计算其内外功率的基础上,提出了浅层稳定性的问题的数学表达式.经过计算,结果表明其稳定性问题受孔隙性的影响较大.     

多雨气候条件下膨胀土路堑边坡处治技术研究

为解决海南多雨气候条件下膨胀土路堑边坡破坏的问题,以海口至屯昌高速公路膨胀土路段为依托,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、计算分析、方案设计及实体工程修筑。根据边坡破坏特征将海屯高速公路膨胀土路堑边坡分为三种类型,对发生滑坡和滑坍的边坡,提出了土工格栅加筋+综合防排水+坡面绿化的柔性加固方案,对发生坡面冲刷水毁的边坡,提出了坡面三维植草+平台渗沟+坡顶封闭的柔性防护方案,并通过渗流和边坡稳定性计算以及工程应用,分析了两种膨胀土路堑边坡处治技术的有效性和实用性。     

酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例,通过现场调查取证,获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上,采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质,用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构,用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用,并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用,模拟桩-土之间的滑移和分离,建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移,对于斜交桥,该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度,从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外,需要承受较大的扭矩;随着斜交角从0°增加到40°,近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大,扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素;堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力,进一步改变了桩身轴力的分布;土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响;杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

砂卵石地层台阶法施工隧道围岩-支护结构应力应变特性三维离散元分析

为了解砂卵石地层隧道围岩和支护结构的应力应变特性，以青海循隆高速公伯峡隧道为依托，借助PFC3D离散元软件对公伯峡隧道穿越砂卵石地层进行三维模拟，重点研究以密排短管棚预支护为根本前提，以三台阶预留核心土为施工方法的砂卵石地层围岩和支护结构的应力应变特性，并与现场实测进行对比分析。研究结果表明： 隧道台阶开挖时，围岩应力集中范围逐渐从拱顶过渡到拱腰，直到拱脚，对应的塑性区范围不断扩大，且密排短管棚对塑性区的发展有一定的“遮拦效应”； 围岩横纵向变形规律一致，主要是向隧道临空面产生收敛变形，且密排短管棚形成的梁拱效应限制了掌子面前方位移发展； 2种方法得到的初期支护变形规律一致，均呈阶段性变化，拱顶下沉累计值大于周边收敛累计值，且两者的最终变形量均满足规范限值要求。     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之三：隧道设计理念与方法

本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层－结构法,克服了地层－结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进行了探索,叙述了基于散体理论的隧洞深浅埋分界标准。提出了基于弹塑性理论的隧洞深浅埋分界标准,并对2种分解标准的优缺点进行了评述。阐述了隧道设计计算的5个基本理念： 1）隧道设计必须满足运行和施工中安全要求,提出初期支护后围岩安全系数必须保证施工安全; 2）隧道设计计算模型必须适应不同工程地质条件、围岩压力特征,符合隧道实际受力情况; 3）必须符合现代围岩压力理论与现代支护原理,充分发挥围岩自承作用; 4）隧道结构计算模型也应符合结构实际受力状态,树立初期支护作为围岩加固材料,按塑性理论计算的新理念; 5）采用合理的计算方法与计算参数,确保隧道设计计算的科学性。最后以一个地铁车站为例,采用本讲座提出的方法介绍了Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩中隧道的设计方法与成果。     

粒料桩复合地基承载力发挥值试验研究

结合实体公路工程,通过现场试验段土压力监测,计算复合地基承载力发挥值;结合破坏模式,对其复合地基承载力发挥值进行分析。研究结果表明:粒料桩复合地基按照土体先破坏计算的复合地基承载力发挥值,接近现场载荷试验结果,复合地基承载力可通过桩墩间土压力进行计算确定;不论是强夯置换砾石墩还是振动砾石桩,其破坏形式是桩（墩）间土先破坏引起的整个复合地基的破坏。     

软土地基摩擦桩承载特性的有限元方法研究

利用有限元方法建立了软土地基中摩擦型桩基础桩土相互作用的轴对称模型,在考虑桩与土摩擦作用的基础上,分析了摩擦桩随桩长变化的承载力特性、摩擦桩桩侧摩阻随桩长的变化特征以及桩身沉降对桩周土体塑性变形的影响.在对软土地基摩擦桩的承载特性进行深入研究的基础上,提出了工程实际中摩擦桩设计合理桩长的概念,为工程师进行桩基方案设计提供了理论依据.