泡沫轻质土路堤稳定性分析及材料参数控制标准

为了系统分析影响泡沫轻质土路堤稳定性的因素,运用ANSYS软件,采用有限元强度折减法,对泡沫轻质土密度、粘聚力以及内摩擦角对泡沫轻质土路堤稳定性的影响进行了敏感性分析,并对比分析了泡沫轻质土路堤与普通土路堤的稳定性。分析结果表明,泡沫轻质土密度和粘聚力是影响其路堤稳定性的两个主要因素;当泡沫轻质土设计密度小于600kg/m~3、粘聚力达到60kPa以上时,对于不同高度的路堤,其安全系数均大于普通土路堤,且能满足16m高路堤稳定性要求。在此基础上,提出采用设计密度为600,800,1 100kg/m~3的泡沫轻质土填筑不同高度路堤时的泡沫轻质土粘聚力控制标准。     

加筋泡沫轻质土路基施工过程应力变形模拟分析

加筋泡沫轻质土对于治理软土路基病害有着重要作用,因此研究泡沫轻质土在路基施工应力变形规律对我国公路工程有着重要意义。本文通过使用FLAC3D软件,对以砂土和泡沫轻质土作为填料的软土路基上在施工过程中的应力以及位移变化规律进行了模拟和研究,得到了泡沫轻质土对路基的沉降、回弹和有效应力变化的影响情况。结果表明：使用泡沫轻质土进行填筑的路基,泡沫轻质土路基比普通填土路基在施工过程中产生的最大沉降有所降低,施工沉降显著减少。而使用加筋泡沫轻质土作为路基填料,可以在普通泡沫轻质土的基础上更加有效减小路基基底竖向应力,同时有效减小路基基底应力分布不均匀的问题。经过研究发现,在加筋率达到0.75%时,泡沫轻质土路基产生的最大基底沉降量最小。针对这一现象,本文分析了加筋泡沫轻质土的加固机理,提出了计算最佳加筋率的方法,完善了软土路基加固理论。     

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.     

气泡混合轻质土控制软土路堤桥头沉降试验

为了验证气泡混合轻质土在控制软土路堤与结构物差异沉降方面的处理效果,对在建的沿海高速公路T6合同选择试验段开展了原位试验研究。分别选择146+957中桥0号台和3号台台背做为试验段,3号台台背直接采用预压-气泡混合轻质土回填处理,0号台台背采用预压-深层搅拌桩处理。在试验段布置了沉降板,跟踪测试处理后的软土路堤沉降随时间的演化规律。结果表明,由于气泡混合轻质土减轻了填土自重,在加载预压完成后填筑气泡混合轻质土,地基土处于超固结状态,路基工后沉降小,能有效防治软土路基桥头跳车。气泡混合轻质土和深层搅拌桩处理的对比表明,前者不仅处理效果好,而且施工方便,施工进度快,是一种很有发展潜力的软土路堤路桥过渡段差异沉降控制方法。     

泡沫轻质土用于软基路基拓宽时应力应变分析

为研究泡沫轻质土用作软基上路基拓宽填料时的应力应变规律,对不同填筑高度(3 m,5 m,8 m,10 m,15 m)和拓宽宽度(4.5 m,5.75 m,8.25 m,9.5 m,12 m)的路基拓宽情况运用有限元软件进行了模拟分析;以唐津高速扩建工程试验段为依托工程,分析试验结果,结合理论分析得到结论:(1)固定填高5 m,在轻质土浇筑完成时,拓宽路基基底沉降分布较均匀。随拓宽宽度增大,从距路中心15 m处开始,沉降曲线曲率明显变大,最大沉降值由3.80 cm逐渐增加到8.61 cm;拓宽路基基底附加应力随拓宽宽度的增加而增大,基底应力分布较均匀,基本为中部小、两侧大。但拓宽4.5 m和5.75 m时附加应力变化起伏较大,拓宽8.25 m,9.5 m和12 m时较平滑;当包边土及路面结构填筑完成后,地表各处沉降值显著增长,最大值达15.88 cm。各拓宽宽度下,沉降最大值明显右移,内侧基底应力明显小于外侧应力,出现右侧偏心现象。(2)固定拓宽宽度8.25m,在轻质土浇筑完成时,各处沉降值随填高增高而增加。但新旧路基基底沉降差值不大,均不足3 cm;拓宽路基基底附加应力随填筑高度增加而增大,呈两侧应力大,中部小而均匀的形式分布。在填高3 m和5 m时,路基基底内角点与右侧应力差均在15 k Pa左右,出现显著的左侧偏心现象;当包边土及路面结构填筑完成后,沉降值与沉降差随填高增大而增加,填高为15 m时,最大沉降量超过20.36 cm,沉降差达10 cm;路基基底左侧应力明显小于右侧应力,右侧偏心现象明显。但填高为15 m时,应力集中在55.5 k Pa左右,偏心现象不明显。     

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.     

高填方路堤施工期沉降变形的FLAC模拟

针对高填方路堤沉降大的问题,采用FLAC对高路堤施工期的竖向沉降变形进行模拟。验证了分级加载作用下高路堤中间大、两边小的沉降规律,分析了影响高路堤沉降的主要因素,结果表明,路堤沉降量随高度和路堤土密度的增加而增大,随弹性模量、泊松比和压实度的增大而减小。     

高填方路堤施工期沉降变形的FLAC模拟

针对高填方路堤沉降大的问题,采用FLAC对高路堤施工期的竖向沉降变形进行模拟.验证了分级加载作用下高路堤中间大、两边小的沉降规律,分析了影响高路堤沉降的主要因素,结果表明,路堤沉降量随高度和路堤土密度的增加而增大,随弹性模量、泊松比和压实度的增大而减小.     

福建霞浦滩涂地区路桥过渡区处理方案比选研究

福建滩涂地区含水率较高,尤其是在处理路桥过渡区桥头跳车问题时,需要对比多种处理方案进行最优选择以确保路堤不均匀沉降发生概率低及路堤稳定性高。依托霞浦实际工程,通过abaqus有限元软件计算了地表沉降、基底压力、路堤坡脚处水平位移,对比了普通填土路堤、宕渣路堤及泡沫混凝土路堤处理软土路基的有效性,认为泡沫混凝土在3种填筑材料中具有明显的工程优越性,可以运用至该地区路基工程中。     

高速公路煤矸石路基包边土厚度分析

为确定煤矸石路基包边土的合理厚度,通过分析煤矸石填筑路基成型过程,建立了具有包边土的煤矸石路基简化有限元模型,分析了不同包边土厚度对煤矸石路基包边土内竖向最大压应力及竖向最大剪应力的影响规律,研究了包边土厚度对煤矸石路基中心沉降量、煤矸石路基边缘沉降量、包边土边缘沉降以及包边土差异沉降、路基最大差异沉降的影响程度。结果表明:路基高度相同时,包边土内竖向最大压应力及竖向最大剪应力随包边土厚度增加而增大,当路基高度小于5m时,内力受包边土厚度影响相对较小;包边土厚度变化对煤矸石路基中心沉降量、煤矸石路基边缘沉降量及包边土边缘沉降量影响较小,对包边土差异沉降量影响较大,随着厚度增加,差异沉降逐渐增大,但差异沉降量均在1.5 cm以内。     

高速公路拓宽工程中填筑材料对新老路堤变形特性的影响

为解决填挖交界路基非均匀沉降,在填土中分层铺设土工格网等土工加筋材料.基于非线性弹塑性Drucker-Prager模型,采用有限元参数分析方法,结合现场沉降观测资料,探讨路堤填筑材料物理参数对新老路堤附加变形、差异沉降、路堤横坡变化影响规律及土工格栅处治交界处路基非均匀沉降机理.研究结果表明:填筑体压缩模量高且密度低,有利于改善新老路堤不均匀变形和差异沉降的状况;黏聚力c对拓宽路堤竖向附加变形影响较比摩擦角φ大;土工格栅对减小路堤表面的竖向变形效果并不明显,但能有效提高新路堤安全系数及新老路堤的整体稳定性.     

非均质软土路基极限填筑高度研究

基于软土路堤的失稳机理,探讨了线路工程穿越软土区时,成层软土路基的极限填高计算方法.依托莱线路工程,计算路堤和路基的整体稳定性,通过填高与稳定性的横向和纵向分析,得出路基的极限填筑高度,并结合数值法计算探讨填高引起的路堤和路基内位移分布.研究表明:当填筑高度接近极限高度时,对称极限荷载作用下,路基发生塑性变形,破坏从路基中线带附近向路基外侧滑出,破坏形式与现有的软土现场堆载破坏实例相近.可见依据整体稳定性确定成层软土的极限填筑高度是可行的.     

软土路基上路堤填筑方法的对比分析

基于非线性有限元方法, 针对路堤一次性填筑和分阶段填筑过程中路基的变形与破坏机理进行了考察.对比分析表明,当路堤填筑至设计高度时, 分阶段填筑得到的竖向沉降比一次性填筑的相应值要大, 路堤坡趾外的地面隆起变小, 路基侧向位移也变小, 且一次性填筑过程中的最小安全系数小于分阶段填筑过程中的相应值;因此, 分阶段填筑有利于加快路基的沉降和提高路堤的稳定性, 建议实际工程尽可能的采用该方法进行施工.     

风化砂改良膨胀土机理及边坡稳定性分析

研究了风化砂改良膨胀土的作用机理,揭示了风化砂与膨胀土发生的物理化学反应,得到了风化砂掺量与膨胀土的胀缩特性及强度特性之间存在的关系.结合宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路施工项目,采用条分法对填土高度为10 m路堤的整体稳定性进行了分析.结果表明:现采用原状膨胀土填筑路堤安全系数较小,不能满足规范要求;而采用风化砂改良之后的膨胀土填筑的路堤边坡稳定系数比原状膨胀土均有显著提高,能够满足规范要求;路基的安全系数随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到20%,改良膨胀土填筑的路基安全系数达到最大值.     

采用泡沫聚苯乙烯修筑的轻型桥台路堤特性分析

为了分析采用泡沫聚苯乙烯（EPS）修筑的轻型桥台路堤的特性, 以广东淡澳河大桥南岸桥台施工的EPS路堤为例, 阐述该桥台路堤的结构形式、施工特点以及现场监测仪器的布置情况, 并对监测数据进行分析;采用固结有限元ABAQUS程序计算路堤填筑450 d后的路堤内压力和位移分布状况, 讨论沿路堤中线的沉降以及沿桥台台背的竖向与侧向压力的分布情况. 特性分析结果表明： 虽然EPS路堤也发生沉降, 但是1 a后沉降趋于稳定, 而且整个EPS路堤也稳定. 因此, 采用EPS填筑路堤可以显著减少地基土上覆荷载、路基沉降和作用在桥台台背上的侧压力, 保证桥台和路堤的稳定.     

高速公路软土路堤填筑施工监控实例

在软土地基上面进行公路路基施工时,由于软弱土质呈流塑状,天然含水量高,孔隙率大,具有强度低,压缩性高的特点,工程地质条件差,当路基填筑超过一定高度时,软基路堤施工填筑期稳定安全是路基工程的核心问题,必须要合理地控制好填筑速度,确保路基沉降和侧向位移满足要求。本文结合工程实际例子介绍采用设置观测仪器的方法观测路基沉降和侧向位移,通过对数据整理、分析,进行现场控制,合理地对软基路基施工进行监控。     

北沿江高速公路河湖沉积相软土路基沉降规律研究

路基沉降是影响高速公路质量的关键因素,以北沿江高速公路马巢路一标段软土路基沉降为研究对象,结合现场沉降板观测数据,分析了PHC管桩处理与双向搅拌桩处理两种软土路基处理方法的不同和填土高度对路基沉降的影响。研究结果表明:采用PHC管桩处理的路基沉降小于采用双向搅拌桩处理的路基沉降;软土路基沉降量随填土高度的变化而变化,填土高度越大,路基沉降量也越大,填筑加载瞬间沉降量及沉降速率较大,随着时间的推移,沉降速率逐渐减小并最终趋于零,路基达到稳定,分析结果可为类似工程施工提供参考。     

真空-堆载联合预压法地表沉降测试分析

本文以湖南境内某高速公路高等级路堤试验段为依托,对采用真空-堆载联合预压法处理软土路基时的地表沉降进行了测试及分析,得出了地表沉降的变化规律,以及真空荷载、地质情况和填筑速率对软土沉降及沉降率的影响规律,以此对实际工程进行指导。     

交通荷载作用下结构性软土地基长期沉降计算

为了合理预测结构性软土路基长期运营沉降,基于力学-经验法开展了交通移动荷载下软土地基动力附加沉降的计算分析.首先,通过对天然软土循环三轴试验结果的模拟与分析,验证了根据人工结构性土建立的稳定型和破坏型累积应变预测模型的有效性,建立了临界动应力比与应力灵敏度的定量关系,提出了适用于结构性土累积应变的预测模型.然后,采用数值方法确定了考虑荷载速率效应的动应力空间分布,结合累积应变经验模型与分层总和法,提出了交通荷载下结构性软土地基长期沉降的实用计算方法,并通过典型低路堤断面运营沉降的模拟计算,验证了所提方法的合理性与有效性.最后,开展了长期沉降的参数敏感性分析,结果表明:行车速度大于80 km/h和路堤高度小于2 m时,地基动应力显著增大,土结构性易受到损伤破坏;土体灵敏度越低,变形状态越易从稳定型转变为破坏型,地基浅层塑性变形显著增大.     

CFG桩复合地基处理软弱路基沉降机理

结合兰永一级公路软弱路基处理技术研究项目,分析CFG桩复合地基处理软土路基的沉降机理.利用非线性有限元软件ADINA,建立三维模型,结合比奥固结理论,地基土体按多孔介质材料考虑,采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型做固结分析,将填土视为荷载逐级施加,采用生死单元对CFG桩复合地基进行数值模拟.结果表明,CFG桩复合地基处理软土路基沉降随着路堤填土高度的逐层增加而增大;随着时间的推移,沉降量前期不断增加,在工后300d左右沉降量增加缓慢,最终趋于稳定;满足一级公路工后沉降要求,地基土中超孔隙水压随填土高度的增加不断增大,在工后逐渐消散,加固效果明显.