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     

黄土沟壑区高填方地基工后沉降控制因素敏感性分析

【目的】研究不同控制因素对黄土沟壑区高填方地基工后沉降的敏感性,为高填方工程的设计施工提供科学依据。【方法】通过室内试验研究第四纪晚更新世(Q₃)黄土的修正剑桥模型参数随竖向荷载、含水率、压实度的变化规律,并采用PLAXIS数值分析方法对影响高填方地基工后沉降的因素的敏感性进行对比分析。【结果】Q₃黄土的修正压缩指数、修正回弹系数和修正蠕变指数均随竖向荷载和含水率的增大呈先增大后减小的趋势,随压实度的增大呈线性增长趋势;填料的含水率、压实度与填方高度对高填方地基的工后沉降影响较大,沟谷底部宽度、坡度、原地基厚度、填土速率、桩长、桩间距及桩径等因素对其影响较小。【结论】黄土沟壑区高填方工程应尽量降低填方设计高度,控制填料含水率,使其接近最优含水率,且宜选在黄土层厚度不大、沟谷坡度大于75°、沟谷底部宽度小于100 m的区域。     

车辆荷载对不同压实度黏土路堤沉降的影响

施工期重车和运营期行车荷载会影响填土路堤的沉降变形,可能导致路面病害的产生。采用数值模拟对某高速公路坡残积土地基上的不同压实度的黏土填方路堤在施工期重车和运营期行车荷载作用下的沉降变形进行分析。结果表明：施工期重车作用后路堤最大沉降量增大80.8%～103.4%,堤身最大相对沉降量增大125.1%～163.6%,且随压实度的增大而减小。运营期行车荷载产生的路堤最大沉降量和堤身最大相对沉降量增量分别为23.6%～31.1%和27.2%～73.6%。压实度越大,路堤变形受车辆荷载的影响越小,且车辆荷载对堤身压缩量的影响大于对地基的影响。     

内马铁路陡坡路基不均匀沉降及影响因素分析

陡坡路基不均匀沉降影响路基稳定性.以内马陡坡路基为工程依托,通过数值计算,分析不同填筑坡率,填筑高度、路基填筑的压实度等对陡坡路基不均匀沉降的影响.结果表明路堤坡度对路基变形有一定的影响,路堤坡度越大,路基的不均匀沉降量越大、总沉降量也越大.地基坡度对路基沉降有着显著影响,沉降差异随坡度的增大而增大.填土高度对路基沉降影响较大,随填高增加沉降增加量呈增大趋势且填土越高断面差异变形也越大.填土弹性模量对路堤填土总沉降、路堤填土不均匀沉降影响较大,不均匀沉降随着模量增大而逐渐减小.     

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。     

水位变化诱发均质黄土库岸失稳试验研究

水库水位变化是影响黄土库岸稳定性的重要因素.以不同坡度的边坡模型为研究对象,定量测试了水位变化过程中边坡不同位置处土体的位移、强度、水头变化趋势,探讨了不同坡度的黄土边坡的失稳形态.试验结果表明:坡外水位上升导致岸坡土体软化,坡体整体沉降加大,坡体变形以浅层滑坡为主;水位下降过程中,坡体后缘出现横向张拉裂缝,坡体前缘逐步滑塌,坡角越大,坍岸现象越严重;水位下降阶段导致的土体抗剪强度下降要明显大于水位上升阶段;水的软化作用导致土体强度降低,沉降变形增大,水位骤降阶段土坡内外的压力差是导致土体发生滑塌的主要原因.     

黄土高填方工后沉降影响因素敏感性分析

以吕梁机场黄土高填方为工程背景,通过室内重塑黄土单轴固结蠕变试验获得变形时效参数。采用有限元方法,研究了黄土高填方的工后沉降敏感性问题。量化分析了填方体因素:填土高度、填土速率、填料压实度、含水率,原地基因素:强夯法的强夯深度、碎石桩法的桩长、桩间距、桩径等因素对高填方工后沉降的影响,提出了基于上述因素的工后沉降敏感度系数。结果表明:黄土高填方工后沉降随填土高度的增加呈指数增长;随填土速率、含水率的增加呈线性增加;随填料压实度、强夯深度、桩径、桩长的增加呈线性衰减;随桩间距的增大呈对数增长。其中黄土高填方工后沉降对填料压实度最为敏感。     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响。选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系;并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明:初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长; Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3～4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年;而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

基于静力贯入的路基压实度确定方法

为了建立公路路基压实度检测的新方法,在研究静力贯入路基变形力学机理基础上,深入考虑路基土体变形的非线性特征,引进分级加载和地基沉降分析的分层总和分析的思想,结合增量广义虎克定律和Duncan-Chang模型,建立了以路基土体初始孔隙率、泊松比、粘聚力和内摩擦角等为参数的路基贯入荷载位移分析模型.基于上述静力贯入位移分析模型,根据实测路基静力贯入荷载位移曲线,引进自适应遗传模拟退火优化反演分析方法,建立了基于静力贯入试验的路基压实度检测方法,该方法不仅可以检测路基压实度,还可以测定路基土体其他物理力学参数,而且,该方法还具有检测速度快和效率高的特点.通过工程实例计算和与现有方法的对比分析,表明了本文方法的合理性与可行性.     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟研究

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,本文通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响,选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系,并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明：初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长;Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3~4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年,而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

基于监测数据对基坑工程变形规律分析

目的为解决基坑开挖时结构的安全与稳定问题,对基坑工程的变形进行分析,找出影响规律.方法以营口某深基坑工程实例为研究背景,整理现场得到的桩顶位移、地表沉降及深层土体水平位移等监测数据,对基坑工程的支护结构和周围土体及墙后土体在施工过程中产生的位移变化进行分析.结果支护结构相同的挡墙坑角处变形最小,中间位置变形最大,并且基坑变形随着开挖深度的增加而变大.开挖深度较大的软土地区基坑周边深层土体水平位移曲线类型大致表现为抛物线形,其最大水平位移大致为(2.0~10.0)×10-4hd,通常发生在基坑工程底部附近.结论深基坑工程的支护结构顶部水平位移与竖向位移变化趋势一致,表明二者的产生条件和影响因素大致相同.坑底部下面土体的水平位移对于坑底隆起有着直接影响,支护结构的强度越低,坑底部隆起的增强区域的范围也越大.     

考虑填料与土地基差异性的填方边坡稳定性上限分析

考虑到填方边坡中填方部分填料与地基土体力学特性存在差异性,表现出明显的"两层土结构"特征,基于上限法推导适用于填方边坡稳定性计算式,并通过与已有的研究成果进行对比分析。同时,分析土体黏聚力比、内摩擦角以及边坡坡度对填方边坡稳定性及其滑动面参数的影响。研究结果表明:本文计算式所得稳定性系数N_(cr)更小,验证了所推导的即计算式的可靠性;随着黏聚力比增大,滑动面出口角度β′、临界高度H_(cr)与比黏聚力比为1时的临界高度H_(cr0)之比(即H_(cr)/H_(cr0))均呈非线性增大,β′最后稳定在边坡坡度;内摩擦角、边坡坡角对H_(cr)/H_(cr0)的影响与黏聚力比有关,即地基土与填方填料的差异性明显影响填方边坡稳定性及其滑动面形状;地基土强度提高可使地基所需加固深度降低。研究成果可为填方边坡填料选取、地基加固设计提供参考。     

地连墙成槽施工对周边环境的影响及控制

以苏州地铁5号线某车站地下连续墙施工为研究背景,采取了增加导墙刚度、选择合适成槽机械、合理划分槽段、间隔施工地连墙槽段及控制泥浆参数等控制措施,并对槽长、土体摩擦角、泥浆液面高差等影响地连墙槽壁稳定性的因素进行了分析.采用现场监测的方式对土体水平位移、地表沉降、建筑沉降与建筑倾斜进行监测,研究地连墙施工过程中的地层稳定和变形规律,结合研究结果对工程中的地层变形控制措施进行评价.研究结果表明:浅层土体受到扰动较大,土体变形明显,最大土体水平位移发生在地表;深层土体受到扰动较小,土体变形随着深度的增加而减少;现场采取的地层控制措施所产生的土体变形均在控制范围内.     

山区高填方机场土石混合料的强度实验

针对影响高填方工程最重要的两方面地基工后沉降和边坡稳定性,分别对原地基及填筑体在不同土石比、不同含水率、不同压实度下的压缩变形、抗剪强度进行实验研究.结果表明:强夯作用使得压实度和压缩模量的有效加固深度并不相同.土石比4∶6时的压缩模量较大,压缩模量随含水率的增大而减小.原地基的抗剪强度随深度增加而降低,而黏聚力c值随深度增加而增大.填筑体c、φ值及抗剪强度由土石比、压实度、含水率共同控制,在最优含水率时土石比影响较压实度影响大;达到塑限含水率时,c、φ值及抗剪强度均较小且压实度和土石比对抗剪强度影响很小,含水率为决定因素.     

基坑工程降水对复合地基变形的影响

由深基坑工程土方开挖引起的周围土体水平位移和竖向位移通常与基坑降水引起的变形耦合在一起,使得降水引起的土体变形研究变得复杂。选取郑州市数十例基坑工程支护结构实测变形很小的降水工程,用稳定流理论分析降水引起的沉降范围;然后,以半理论、半统计方法研究了降水引起的地基变形的计算方法。由于土体结构复杂,且准确的参数确定尚有困难,建议的沉降计算方法还有一定的局限性。     

黄土高填方边坡的稳定性影响因素及其变形规律

根据西北某路段黄土高填方边坡工程项目,运用 PLAXIS 3D 软件建立多级高填方边坡三维有限元模型,研究了填料、填土边界、坡度以及卸载平台的改变对边坡稳定性的影响.并根据边坡在分步填筑情况下各级边坡坡顶、坡面、坡脚的竖向位移及水平位移,分析了各级边坡最危险点的分布规律及整体边坡变形趋势.结果表明:填料黏聚力、内摩擦角是影响高填方边坡稳定性的关键性因素.降低填土与原状土体边界处台阶高度、加深台阶宽度、降低坡度以及加宽卸载平台,均可提高边坡的稳定性.较低处边坡施工期间竖向位移突变大,水平位移突变较缓慢;施工完成后变形情况均良好.较高处边坡施工期间竖向、水平位移突变大,分布不均匀;施工完成后固结沉降时期长,变形量大;需在施工完成后着重加强高处的变形监测.研究结果确定了西北地区黄土高填方边坡的稳定性影响因素、变形趋势及发展规律,为进一步研究黄土高填土边坡的变形控制提供了科学依据.     

软弱地基上高填方路堤沉降观测及数值分析

为研究软弱地基上高填方路堤沉降规律,依托某高填方路堤填筑的工程实际,现场测试原地表沉降量、分层沉降量和地表水平位移,并利用有限元软件分析不同填筑高度对地基变形的影响.结果表明:在路堤填土完成后,路堤中心沉降量为44.6cm,路肩处为32.5cm;填土完成后6个月,路堤沉降趋于稳定,沉降分别为59.5cm和47.8cm;工后沉降占沉降的比例分别为25%和32%.路堤填筑过程中,地基软弱土体向外挤出,最大位移发生在地表以下2～4m处,为22.4cm.数值计算结果和实测结果数值上有所差异,但规律一致且差别不大.     

注浆对邻近土体水平变形影响的原位试验研究

城市环境中,隧道常因邻近基坑等施工活动产生水平变形,然而注浆在建筑物的竖向位移控制方面的研究较多,而在水平变形控制方面研究较少.依托天津地区某工程,通过袖阀管注浆原位试验研究了注浆过程中邻近土体的水平变形模式,并进一步研究了注浆量、注浆距离、注浆顺序、注浆深度范围、注浆时间间隔及注浆速率对邻近土体水平位移的影响.试验结果表明,注浆引发邻近土体的水平变形沿深度方向上的分布模式类似于弓形,最大水平位移位置在深度上位于注浆范围上边界附近,并且随注浆距离的增大逐渐上移.因此,注浆设计时宜根据注浆距离将注浆深度范围的上边界设置在纠偏对象所在深度或以下,以提高位移控制效果.随着注浆量的增大,土体最大水平位移及注浆效率逐渐增大;注浆距离增大,土体最大水平位移及注浆效率逐渐减小,所以为保证注浆效果,注浆距离不宜太大.双孔间隔注浆引起的土体位移比双孔同时注浆略大,其原因是双孔间隔注浆时,先行注浆处硬化后的土体限制后续注浆浆液的扩散.随着注浆速率的提高,注浆结束时土体水平位移大幅提高,但注浆速率较高时,变形稳定后位移无明显增大,即注浆效率降低,为避免对纠偏对象扰动过大,应控制注浆速率.     

高速铁路CFG桩-筏复合地基沉降试验研究

为了解路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基沉降变形特性,在京沪高速铁路凤阳试验段进行了沉降变形现场试验.设置沉降板、观测桩和测斜管,分别监测地基面桩土沉降、路基顶面沉降和地基侧向水平位移,分析了沉降变形随路堤填筑高度和时间的变化规律,探讨了双曲线沉降预测方法.研究结果表明:CFG桩-筏复合地基沉降随路堤填筑高度和时间的增加而增大;路基经过6个多月的静置后,沉降已趋于稳定;复合地基总沉降量小于15 mm,桩土沉降差小于2 mm;路堤坡脚线外1 m处的地基侧向最大水平位移小于4 mm;采用双曲线法进行路基沉降预测是可行的,且预测精度较高.采用CFG桩-筏复合处理后的地基总沉降、沉降差和水平位移均较小,路基沉降稳定较快,能够提高路基的稳定性并缩短工期.     

深基坑桩锚支护下桩后土体深部水平位移的研究分析

基坑工程中,桩后土体的变形是对支护结构产生作用力的原因,对桩后土体的实时监测,能够准确把握土体的变形规律,确保施工安全。依据某桩锚联合支护式深基坑桩后土体深部水平位移的实测资料,进行研究分析,得到土体深部水平位移分布图。研究表明:基坑开挖过程中,土体深部水平位移不断增加,沿深度方向呈现"中间大,上下小"的分布规律,最大值在测斜深度的上1/3处;开挖深度对土体深部水平位移最大值位置点影响显著;最大值位置处的位移呈现"阶梯状"增长规律。研究分析结果为支护桩受力及变形、桩后土压力的分析提供依据,对进一步施工提供指导。