粗粒土路基施工压实质量控制

本文以天祝至青海互助二级公路工程路基第一合同段粗粒土路基填筑施工为例,通过对路基粗粒土最大干密度试验方法分析,根据表面振动压实法和普通击实法确定的含石量与最大干密度关系曲线图,准确有效控制粗粒土填筑路基压实度。解决了粗粒土路基填筑施工中压实度难以控制的问题。     

重塑黄土高压固结变形特性试验研究

针对延安地区黄土高填方填筑体在高应力下的变形特性,进行了控制含水率和压实度的高压固结试验,研究了含水率、压实度、固结压力对重塑黄土的变形特性的影响,以及各压缩指标与含水率、压实度之间的关系。试验结果表明:(1)从减小压缩变形的角度考虑,该高填方工程填筑体的含水率应控制在大于最优含水率的2%以内;(2)在该高填方工程填筑时应注意控制压实度在93%以上,从而能在一定程度上减少填筑体的沉降量;(3)孔隙比随着固结压力的增加而呈非线性减小;(4)判别出该类黄土为中等压缩性土,减小含水率和增大压实度,均能在一定程度上提高土的抗压缩性。     

粗粒土路基的压实试验

通过改变室内击实试验的击实参数,对影响粗粒土压实特性的相关因素进行分析;利用现场试验,对粗粒土路基压实厚度、压实机械及压实遍数等影响压实效果因素综合分析后,针对粗粒土中粗粒含量的变化,提出采用三点二次插值函数的定量分析方法及定量与定性分析相结合的方法对粗粒土的压实质量进行评价。结果表明,含水量对粗粒土压实影响较小,应采用大吨位的振动压路机对粗粒土进行压实。     

砾石土防渗料压实特性

为了研究砾石土防渗料的压实特性,采用凸碾和冲碾2种方式对室内击实试验筛选的3种不同级配的砾石土(砾石土①、砾石土②和砾石土③)进行大型碾压试验。研究结果表明:3种级配砾石土防渗料压实度均满足压实度大于98%的要求;砾石土防渗料的渗透系数和压缩模量均随砾石粒度低于5 mm的质量分数增大而减小;当砾石粒度小于5 mm的质量分数分别为45%,50%和55%时,凸碾压实的渗透系数分别为8.58×10~(-6),6.61×10~(-6)和4.45×10~(-6)cm/s,渗透系数最大减小幅度达48.2%;冲碾压实的渗透系数分别为7.72×10~(-6),5.60×10~(-6)和3.30×10~(-6)cm/s,渗透系数最大减小幅度达57.2%;凸碾压实的压缩模量分别为81.84,77.35和66.95 MPa,压缩模量最大减小幅度为18.2%;冲碾压实的压缩模量分别为84.96,79.52和73.65MPa,压缩模量最大减小幅度为13.3%。综合分析3种级配砾石土的压实渗透系数和压缩模量,砾石土②为最佳级配选择。     

基于剪切波速的粗粒土填料压实密度控制理论

为了提出基于剪切波速的粗粒土压实度便捷测试方法,首先,基于弹性动力学与颗粒细观接触理论,建立了粗粒土的剪切波速与压实密度的理论方程;其次,建立数值模型,验证理论方程的合理性;最后,提出基于粗粒土的剪切波速的压实度测试方法,开展室内粗粒土剪切波速试验,验证理论方程的适用性。研究结果表明：通过弹性动力学与颗粒接触理论,引入粗粒土颗粒细观特性,如刚度、配位数和孔隙率,推导得出了粗粒土剪切波速与压实密度的理论方程;在理论方程中,颗粒的泊松比对剪切波速的影响不大,而颗粒弹性模量对剪切波速的影响较大;基于周期理论,建立剪切波速的Comsol数值模型,数值结果与理论方程计算结果趋势相同,且相对误差均在8%以内;普遍适用的激发频率范围为5～10 kHz,不论何种激发波,接收波形均为正弦波,且剪切波速随压实密度增加而增加,试验结果进一步验证了剪切波速-压实密度方程的适用性。在实际应用中,求出粗粒土填料参数M,就可通过测量压实填料的剪切波速快速得到其压实密度。     

京九线路基压实粉土力学特性的试验

针对京九线粉土路基在雨季时常发生病害的现状,采用GDS三轴仪进行室内试验,研究路基病害机理.分析了路基粉土的击实特性,同时研究了压实度和含水量对粉土路基压缩、变形的影响,对粉土应力-应变关系的影响和对其粘聚力、内摩擦角的影响.从微观上解释了粉土路基的不可击实性;得出含水量和压实度是影响粉土路基的关键因素,并提出对粉土路基必须进行击实控制和防排水控制.     

改良膨胀土筑堤压实度控制标准研究

针对宁淮高速公路石灰改良膨胀土路堤填筑过程中用干土法标准击实试验结果作为标准压实度难以达到要求的问题,进行了干土法和湿土法室内标准击实试验．试验结果表明干土法标准击实所得的最大干密度要大于湿土法标准击实所得的最大干密度,且有较大差别．根据宁淮高速公路实际施工状况,采用湿土法标准击实试验结果作为压实度控制标准是符合现场实际的．试验段碾压后现场CBR试验结果表明,改良土的CBR值满足规范要求,说明用湿土法标准击实试验结果作为宁淮高速公路路堤填筑控制标准能够满足工程质量要求．     

路基弯沉检测标准

针对<公路路面基层施工技术规范>(JTJ 034-2000)中路基弯沉检测方法存在的不足,结合西安-户县高速公路试验路实体工程,对土样进行室内轻、重型击实标准回弹模量试验,现场检测土基回弹弯沉值、回弹模量和压实度等指标,对检测数据进行回归分析,得出土基回弹模量与稠度、压实度的关系,进而推出季节影响系数与稠度关系.结果表明:西安地区土基回弹模量设计取值宜在规范基础上提高20%～40%;结合回归得出的土基回弹模量与土基顶面弯沉的关系,可以得到路基顶面弯沉检测标准,从而为路基弯沉检测提供依据.     

土石坝沉降-填筑灰色监测模型分析

为分析填筑期土石坝的沉降监测资料,探讨沉降发展与填筑施工间的因果关系,根据灰色模型建模数据量要求较少、拟和效果好的优点,以及该类模型中影响因子形式可以灰色抽象的特点,在借鉴相关沉降计算分析方法的基础上,将填筑影响下的土石坝坝体沉降影响因素分为与时效无关和与时效相关两类,采用填筑高度和等效高度作用因子为相关序列,利用灰色GM(1,h)模型建立沉降-填筑间的关系方程,以揭示填筑期间沉降规律并加以预测．算例表明,沉降-填筑安全监测模型有效地反映了土石坝施工期沉降规律以及沉降与填筑施工间的内在联系．     

宕碴土材料配合比试验的数值仿真与分析

为了在山区高速公路建设中充分利用隧道开挖出来的宕碴材料,需要对宕碴土材料的不同类型掺配效果进行评价。文章使用路面材料强度仪对电动重型击实仪击实成型试件进行力学强度检测,并分析了材料试件与套筒之间的摩擦性能。通过有限元仿真对试验数据进行反演,得到了宕碴土试件压缩模量依赖于荷载的演化规律。根据试验数据和仿真结果,探讨了宕碴土配合比和含水量的优化设计思路,为山区高速公路建设中进行宕碴土路基填筑提供了使用依据。     

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明：路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为：路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为：路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布     

高填方黄土地基变形规律及稳定性研究

高填方地基的变形及稳定性已成为工程建设过程中的一个难点问题。本文通过对原状土体和重塑土体在不同条件下的压缩试验,分析其变形规律及机制,研究了高填方下覆原地基和填筑地基的稳定性,主要得到以下结论：加荷增量的减小,提高了原状土体的压缩性;含水率的增大会弱化高填方地基下覆土的结构强度使其压缩模量降低;在填筑前期含水率较大的填筑土压缩模量会更小,且随着加荷等级的增加,变化趋势逐渐减弱;E-K曲线较符合对数函数形式;减小分层填筑高度和选择合适的压实度都能够有效的提高高填方地基的长期稳定性。所得结论为相似高填方地基的设计、施工提供了有益的参考。     

山区高填方路堤沉降监测及数值分析

依托厦沙高速某段高达63.38 m的填方路堤,使用分层沉降仪监测填方路堤的工后沉降,分析其沉降规律。监测结果显示,工后240 d高路堤总沉降量处于0.151-0.191 m之间。使用有限元软件ANSYS计算高路堤的沉降量,得到工后240 d总沉降值为0.232 m,与监测值接近。数值计算结果所显示的分层沉降规律和监测结果也较为一致。并且计算了不同压实度下路堤工后沉降量,为填方路堤工后沉降计算和控制提供了有益的借鉴。     

高填方路堤软弱区域爆破挤密技术

 为了解决在传统高填方路堤加固工程投资巨大且加固效果不好的问题,提出了爆破挤密技术对路堤进行处理。炸药在土中爆炸结束后,形成的地下爆腔对周围土体产生挤密作用,只需对腔体内逐层填料并压实即可实现高填方路堤的加固过程。通过对9 组不同工况下的试验模型进行研究,分析不同含水率和不同压实度下的爆破挤密效果。结果表明,爆前压实度较低、含水率较大的土体形成的爆腔较大,压密范围较大,反之则小。同时,某高速公路高填方路段的试验工程也证明该技术的效果较好,没有造成路面及边坡的破坏,可以缩短养护维修工期、降低成本、降低占路施工对交通的影响程度。     

土石混填路基动态回弹模量与压实度的关系

动态回弹模量作为一种路基强度指标,可以真实地反映路基动态特性。通过测试相同碾压条件下路基的动态回弹模量与压实度,并对其进行回归分析,建立了动态回弹模量与压实度的关系模型,研究了动态回弹模量与压实度之间的相互关系。最后应用所得模型对现场质量检测进行控制。结果表明：4d检验法与格拉布斯检验法处理后,所选材料动态回弹模量与压实度的关系模型可用对数回归模型表示。采用动态回弹模量检测技术,可以较好地实现路基压实度的无损检测。     

拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形模式

为揭示拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形特征及采用管桩处治技术缓解地基差异变形效果,开发土工构造物变形测试系统,升级传感器电测手段,建立与实际应力相符的离心试验模型,并借助有限元数值分析方法,系统研究了新老路基表层和管桩复合地基变形性状。研究结果表明：管桩处理能够快速控制软土地基的沉降,进而有效缓解拓宽新老路基的差异沉降;新老路基的沉降量对路堤高度的变化比较敏感,路堤填方高度变化会带来较大的地基沉降量的变化;路堤填方高度越小,管桩对于减少新老路堤变形的作用就越明显;在拓宽路基荷载的作用下,管桩复合地基最大沉降值位于拓宽荷载的形心垂线处。     

土工格栅加筋路堤的三维有限元分析

运用通用有限元程序ANSYS ,对软弱地基上路堤加筋的作用和效果进行了三维有限元分析 .计算中采用DP模型模拟土体的材料非线性 ,采用面—面接触单元考虑筋土界面的状态非线性 ,并采用薄膜单元来模拟土工格栅 .通过对相关参数的敏感性分析 ,证明了土工格栅模量对加筋效果有显著影响 ,并且加筋位置靠近路堤底部时更能发挥加筋性能 ;证明了在土体发生显著侧向变形时土工格栅能够发挥抗拉效果 ,从而限制土体侧向变形和路堤外侧土体的隆起 ,达到减小沉降和不均匀沉降的效果 .研究成果对软弱地基路堤加筋处理和新老路基结合部处理均有借鉴意义     

基于模型试验和数值模拟的土工格室加固高填路堤稳定性：以新疆G216线民丰段为例

为研究土工格室加固高填路堤的稳定性,通过开展室内模型试验,分析了在持续荷载作用下素土边坡和土工格室加固高填路堤边坡的沉降量和最大水平位移;基于室内模型试验,建立有限元模型,分析了不同加固条件下的坡顶沉降量、最大水平位移及土工格室应变,研究了土工格室高度、铺设间距以及不同铺设部位对高填路堤稳定性的影响。结果表明:铺设土工格室能降低边坡土体的沉降量和最大水平位移,进而提高边坡的承载力;素土边坡剪应变自坡顶至坡脚形成贯通的滑移带,铺设土工格室后,滑移带的位置由边坡表层深入坡体内部,且滑移带未完全贯通;增加土工格室的高度,边坡的沉降量和最大水平位移先减小后趋于稳定,安全系数先增大后逐渐平缓;边坡的沉降量、最大水平位移随土工格室铺设间距的增大而增大;减小土工格室铺设间距0.6~0.7倍,最大水平位移降低1.5~2倍,坡顶沉降量减小1.5~1.8倍,安全系数增大1.1~1.3倍。高填土路堤的侧向位移主要发生在边坡底部H/3处,在边坡底部H/3处减小土工格室的铺设间距、增加土工格室的高度能更好约束侧向位移和沉降量,是提高路堤稳定性更为经济合理的加筋方案。     

高速公路复工路基土工格栅的加固补强稳定性

由于存在新老路基结合的问题,复建后路面出现了不均匀沉降,并出现了裂缝.根据路基实际情况,采用有限元分析软件midas GTS建立了路基模型,对加固后路基的应力、位移和各工况下土工格栅所承受的轴向内力进行了计算.通过计算得出,在复工路基植入土工格栅进行加固补强,在限制横向位移方面有一定的效果,但对于限制竖向沉降作用不大.当结合部位台阶高度为1.5 m时,路基边坡的横向位移及所受的剪应力均相对较小;在新旧路基填土上部增加3层格栅时,格栅所受的内力趋于稳定.     

高填方路基施工期沉降分析

随着道路建设逐渐向山区的延伸,在实际工程建设中高填方路基段不均匀沉降问题成为制约工程质量的一大瓶颈.采用有限元法对高填方路段不同施工时间以及不同填筑高度下的路基沉降进行模拟,并结合衡枣高速工程实例对模拟结果进行分析.研究结果表明:利用有限元法模拟高填方路基沉降问题具有较高的精度.随着填筑高度的增加,路基底部各点的沉降值均出现明显增大.对于路基中线不同深度个点,随这填筑高度的增加,其竖向位移呈线性减小.