高填方路堤最佳加筋方案的确定及稳定性分析

研究在高填方路堤中铺设土工合成材料的最佳加筋位置的确定方法. 基于极限平衡理论,采用在土内加筋的方法增加剪切面上的正应力以提高土体的抗剪强度,从而改进了加筋路堤. 获得了确定最佳加筋位置的方法,并利用计算机进行滑动面搜索确定了最佳加筋方案. 通过对8种典型黄土加筋高填方路堤的稳定性分析与最佳加筋位置的应用分析,验证了此方法的可行性和筋材的加筋位置及其效果.     

土工织物补强软基的整体稳定性计算

针对现有的应用于有加筋垫层路堤的整体稳定性计算的分条圆弧法,未能反映筋材所起的全部作用,偏于保守难以全面反映加筋效果.为了从加筋机理和计算分析两方面更合理地阐述加筋垫层的加筋效果,利用现场足尺破坏试验数据,结合边坡稳定分析的圆弧滑动条分法,分析了加筋垫层路堤的失稳破坏机制.在此基础上,指出深层滑动潜在滑弧要通过路堤的沉降中心点, 并为加筋垫层路堤的稳定性分析提出了一种合理考虑加筋垫层阻滑作用的简化实用分析方法.该方法可推广应用于工程实践.     

双向增强体复合地基桩土应力比三维分析

针对双向增强体加筋软土路基作用特点,分析了筋材-桩-桩间土在路堤荷载作用下荷载传递机理.将一定厚度水平向加筋垫层视为具有一定刚度的薄板,基于大挠度薄板理论模拟筋材的挠曲变形,将单桩处理范围内的复合地基作为典型单元体进行分析,推导出桩土应力比的计算式,给出了计算方法.采用相关文献中的试验结果对计算方法进行了验证,并与文献中的计算结果进行比较分析.结果表明:采用给出的方法计算出的桩土应力比与实测结果比较接近,说明该计算方法是合理的,可为工程实践提供理论参考.     

齿筋形式对加筋效果影响的对比试验

进行3组双向网格状带齿加筋砂垫层加固道路软基的室内模型试验,对比研究不同的齿筋形式对双向网格状带齿加筋效果的影响.试验结果表明,双向网格状带齿加筋的抗拉强度能够得到较好利用,并能够较明显地提高路堤软基的承载力,减小路堤边坡的侧向位移和路堤软基的沉降及不均匀沉降,且加筋效果随着齿筋整体性的提高而增强.     

土工格栅加筋陡坡路堤的力学行为分析

为了给类似土工格栅加筋路堤的设计和施工提供参考依据,本文以S101线沙湾段公路加筋陡坡路堤工程为例,借助Midas GTS NX有限元软件实现土工格栅加筋陡坡路堤的建模,对其潜在滑裂面、水平位移和筋材受力进行力学行为分析,并结合现场监测数据分析路堤边坡的稳定性。结果表明:土工格栅加筋结构可以使路堤的潜在滑裂面变缓且向内部移动,有限元法较极限平衡法得出的路堤滑裂面位置更准确;土工格栅加筋可以有效限制路堤的水平位移,增强路堤的稳定性;路堤中部和下部区域成为筋材主要受力区,建议在设计中应优先采用上疏下密的布筋方式,且在采用等间距布筋时中部和下部应选用较高强度的土工格栅;筋材受力最大值为23 k N,与极限值相差较大,说明现行规范采用的折减系数较为保守。     

桩承式加筋垫层路堤地基承载力计算方法

在分析桩承式加筋垫层路堤的力学作用机理与地基承载力影响因素的基础上,将地基承载力视为下承桩体复合地基承载力与加筋垫层及边坡土体压力作用所增加的承载力之和,采用叠加法建立1种综合考虑基础刚度、置换率、垫层扩散作用、加筋拉力作用、边坡土体压力作用的地基承载力计算公式与验算方法。研究结果表明:桩承式加筋垫层路堤地基承载力随基础刚度的减小、置换率的提高、加筋层数的增加、垫层扩散作用的加强而提高,筋材拉力对提高地基承载力起主要作用。     

加筋砂垫层铁路路堤填筑过程的有限元分析

加筋砂垫层在铁路路堤中运用广泛﹒借助有限元软件对加筋砂垫层在铁路路堤填筑过程进行数值模拟,并对比铁路路堤加筋和未加筋2种工况进行分析﹒研究结果表明,加筋砂垫层在软土地基上的铁路路堤填筑过程中能够有效地减小路堤沉降量和侧向位移,提高路堤的稳定性.     

基于 FBG 传感技术循环荷载下的路堤模型试验

光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)作为一种新型的监测元件, 具有精度高、抗干扰能力强和可实时监测等优点. 为了研究在循环荷载作用下土工格栅加筋路堤的力学性能和筋材的变形特性, 采用 USTX-2000 加载装置进行加载, 利用 FBG 传感器进行筋材变形监测, 在不同加筋层数和加筋间距等工况下对加筋路堤进行了模型试验. 试验结果表明: 在长期循环荷载作用下, 土工格栅的应变在水平方向上呈现出由加载板正下方向两侧递减的规律, 且沿筋长方向呈非线性分布; 而在同一工况的竖直方向上, 土工格栅的应变则随着路堤深度的增加而减小; 加筋能够有效减小路堤的沉降量和坡面的法向变形, 路堤内部的土压力也随着加筋显著增加. 该试验证明了 FBG 新型传感技术在路堤边坡监测应用中的可行性和优越性.     

土工带加筋垫层中筋带应力的研究

对玻塑土工带加筋垫层中筋带应力的发挥进行研究。设计了8种不同筋带布置的加筋垫层并进行载荷试验,测得各种加筋垫层地基的变形曲线、极限承载力及极限平衡时垫层内筋带的应力值。对数据进行分析后发现,筋带应力的大小是影响加筋垫层力学性质的决定因素。筋带应力的发挥与筋带布置参数首层加筋距、加筋距、加筋密度、加筋层数等有很大的关系。对加筋垫层的作用原理进行理论分析后,提出使筋带应力充分发挥的筋带布置方案。     

饱和软土场地格栅加筋路堤地震动力响应分析

为探讨饱和软土场地中格栅加筋路堤地震动力响应特性规律,基于大型通用有限元分析软件ADINA,建立了饱和软土地基上格栅加筋路堤的数值分析模型,研究了布筋方式、筋材弹性模量与间距及路堤填料性质对格栅加筋路堤地震动力响应的影响规律.结果表明:增大筋材弹性模量可有效提升路堤动力稳定性,且筋材越靠近路堤底部其效果越显著;随着加筋层数增加,加筋效果提升率有所衰减;增加填料摩擦角和填料黏聚力可提高加筋路堤动力性能,但填料土性参数达到一定幅值后,其变化所引起动力性能提升效果降低.     

土工格室+碎石垫层结构体的稳定性分析

传统的圆弧条分法未能充分考虑加筋材料对于软基稳定性的影响，其计算结果偏于保守。通过对土工格室 碎石垫层处理的软弱路基和一般加筋软弱路基的加固机理以及破坏模式的比较分析，提出采用极限承载力概念的滑块平衡分析法对加筋路基的稳定性进行分析。其工程实例计算结果表明，该方法更符合土工格室 碎石垫层处理的软弱路基的真实可能破坏机理，是一种合理简便的方法。     

路堤荷载下长板-短桩工法复合地基

提出了长板-短桩工法复合地基的软土地基加固方法：将水泥土搅拌桩法与塑排板排水固结法结合起来，用短的搅拌桩加固上部软土地基，用长的塑料排水板插入深层软土地基，填土预压联合处置深厚软土地基，形成新的联合处理工法．在江苏省淮盐高速公路软土地基处理试验段的监测与测试结果表明：长板-短桩工法复合地基对短桩以下软土的加固效果较好，且有利于提高地基的承载力和稳定性．在长板-短桩工法处理段落，短桩有一定的向下刺入，桩土应力比较小，桩土变形相对协调．通过改变短桩的桩长和桩间距，可以调整地基的总沉降．     

夯实水泥土桩复合地基中桩-土-垫层共同作用机理

基于剪切位移法,引入Mylonakis&Gazetas桩-土相互作用及温克尔地基模型,导出复合地基中桩-桩、桩-土及土-土相互作用柔度系数计算式;在此基础上,考虑垫层的影响,提出路堤荷载作用下桩-土-垫层共同作用分析的新方法,并利用Matlab软件编制相应的计算程序。以夯实水泥土桩复合地基为例,进行路堤荷载下夯实水泥土桩复合地基的室内模型试验,探讨垫层模量及厚度对桩与土差异沉降的影响。研究结果表明:在路堤荷载作用下,设置合适的柔性垫层,能有效增加桩体承担荷载的比例,发挥桩的承载能力,减少桩与桩间土之间的差异沉降及复合地基的沉降,改善复合地基的工作性状。     

基于加筋路基中筋材应力性状的土工格室改进铺设方法

确定土工格室加筋路基中筋材内部的应力性状是控制工程成本、有效发挥土工格室加筋作用的关键因素。首先通过室内试验确定高强土工格室材料的应力-应变关系并以此确定其本构模型,而后基于ABAQUS有限元软件,采用分离式分析法分别建立土工格室及路基的计算模型,对多层土工格室加筋路基进行有限元分析。通过添加土工格室前后情况对比,改变土工格室的加筋层数进行分析,研究不同铺设层数的土工格室对路基沉降及侧向位移的影响。通过分析多层土工格室加筋路基内部筋材的拉应力性状,提出一种改进的铺设方法,并建立了有限元模型进行验证。结果表明:添加土工格室能够有效限制路基沉降及侧向位移,使路基的整体稳定性得到提高,具体表现为铺设1层土工格室时,路基中线处的竖向位移可减小36.2%,坡脚处的水平位移可减小74.8%,且路基的稳定性与土工格室铺设层数呈正相关。土工格室筋材内部拉应力由路基中线向路基两侧呈逐渐减小的趋势,在路基边缘位置已趋于零。采用多层土工格室加筋时,最底层的土工格室和最上层的土工格室承受较大的拉应力。在此规律的基础上,采用改进的土工格室铺设方法,在最大节约30%筋材的前提下,可取得大致相同的加筋效果。     

土工格栅加筋软土路堤的数值分析

土工格栅作为一种新型的土工合成材料,由于具有高强度、低延伸率等特点而被选作主要的路堤加筋材料.采用通用非线性有限元ABAQUS程序分析了加筋前后路堤的竖向位移和侧向位移.分析结果表明,土工格栅加筋能有效地降低路堤的竖向位移和水平位移,研究成果对软土地基的加筋处理有借鉴意义.     

关于土工织物加筋堤坝软基问题

提出并证明了堤坝下软基土工织物加筋垫层存在尺寸效应,堤坝底宽越小,加筋效果越好．论证了对于工期很急的高速公路堤下的软基处理工程,采用砂井配合上工织物加筋垫层的优化设计方案可大大缩短工期．     

高填方路堤段桩网复合地基承载机理及桩土应力比计算方法

针对高填方段软土路基在路堤荷载下桩网复合地基的受力特点,分析了其自上而下的荷载传递机理.首先,将路堤简化为内外土柱,通过内外土柱的整体微分平衡关系,得到了等沉面高度的理论计算式,由此较为合理地模拟了高填方段的土拱效应.而后,针对荷载传递至土工垫层阶段,采用薄膜模拟了桩土之间的荷载分配关系.在此基础上,将桩网复合地基划分为众多土工格栅、桩及桩间土单元体,桩体及桩间土简化为弹性支撑,进一步得到了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式.最后,对影响高填方段桩网复合地基桩土应力比的各主要影响参数进行了初步研究.结果表明,桩土应力比随路堤高度增大逐渐减小,即填土高度增加后桩土荷载分配趋于均匀,而桩间距、填土的压缩模量的增大将导致桩土应力比增加.此外,土工格栅抗拉强度的增大将加大桩土应力比值,但影响幅度较小.     

“桩承-加筋垫层”路堤设计方法讨论

桩承-加筋垫层法路基工作性状与设计方法,涉及软土地基承载力与路基变形控制、路基稳定性、新建与改造道路的使用寿命等.从分析土拱效应理论方法、路基变形控制、稳定性控制等方面入手,初步研究提出了桩承-垫层加筋法的简化计算方法,讨论了考虑变形控制与滑移稳定性控制条件下的加筋体应力、桩帽尺寸、变形控制设计方法.