高填方路堤土中爆破数值模拟

 由于进行多次、大规模爆破成腔试验研究存在一定难度,本研究采用爆炸流体动力学数值分析方法,模拟土中爆腔形成和周围土体挤密效果。对现场爆破试验采集到的爆炸波波速进行分析,推导出土壤的相关参数,然后采用基于ANSYS/LS-DYNA中多物质ALE 算法,对土中爆破成腔进行分析,得到爆腔大小与土体压实度关系以及爆腔周围土体密度随爆心距变化关系,爆破成腔数值模拟结果与现场爆破试验结果具有较好的一致性。     

劈裂注浆加固土体的数值模拟和试验研究

针对目前有关土体劈裂注浆加固机理方面的研究,并未区分注浆挤密作用、浆脉骨架作用对于土体强度影响的问题,通过三轴压缩数值分析与室内试验研究注浆挤密作用和浆脉骨架作用对被注土体黏聚力、内摩擦角及在不同围压条件下的压缩强度及变形的影响规律,获得土体劈裂注浆加固效果的主控因素。研究结果表明:浆脉嵌入土体内部,破坏了土体的完整性及非均质性,且土体与浆脉的力学性质差异性较大,当两者发生较大相对位移时,将导致显著的非协调变形;浆脉边缘存在应力集中,首先出现破坏并逐渐向土周边发展,最终相互搭接形成宏观破坏面;注浆挤密作用是提高土体强度的主控因素,限制液扩散范围,提高注浆压力,强化注浆挤密作用是保证注浆加固效果的关键。     

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。     

高应力下重塑黄土蠕变特性试验

以延安地区黄土高填方填筑体为研究对象,进行了控制含水率和压实度的高压固结蠕变试验。分析了初始含水率、压实度、固结压力等因素对重塑黄土蠕变特性的影响。使用对数函数对试验结果进行拟合,得到了适合描述延安地区黄土高填方填筑体工后沉降的蠕变模型。试验结果表明:减小初始含水率或增大压实度,能在一定程度上降低土体的蠕变量,从而更好地控制高填方工程的工后沉降。固结压力越大,试样达到稳定所需的时间越长,最大固结压力(2 400 kPa)时,蠕变稳定时间是低固结压力(100 kPa)时蠕变稳定时间的4倍左右。该本构模型能够较好地反映出延安地区黄土高填方填筑体的蠕变特性。     

高填方黄土地基变形规律及稳定性

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。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地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。     

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。     

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.     

炭质页岩高填方路堤稳定性分析

以广西某高速公路为工程背景,对炭质页岩物理力学性能进行了试验研究.炭质页岩强度随压实度的增加而增大,在水浸条件下炭质页岩的强度大大降低.运用有限元强度折减法,采用大型有限元计算软件分析了压实度及降雨对炭质页岩路堤稳定性的影响.结果表明：随着压实度的提高,路堤安全系数随之增加;降雨使路堤安全系数大幅减低,但只要路堤压实度达到93%以上,炭质页岩高填方路堤边坡不会失稳.     

基于瑞雷波法的土石混合料强夯加固深度试验研究

为了分析能级和夯击次数对土体有效加固深度的影响,依托西部某土石混合料高填方路堤强夯加固工程,结合强夯法在某高填方路堤回填加固中的应用,借助瑞雷波法测定夯实深度,进行了颗粒级配、颗粒密度、标准击实等土工试验,分析了填料的工程性质。结果表明:4 000,5 000和6 000 kN·m三种强夯标准处理所获得的竖向有效加固深度分别为8,9和10 m,最佳夯击次数分别为11,8和6次,土体浅层2 m以内因受夯击能量过大而振松,密实度反而降低,研究成果为优化土石混合料高填方路堤的强夯设计提供了参考依据。     

基于蠕变试验的黄土高填方工后沉降规律数值研究

为了研究黄土高填方工后沉降规律,开展一系列压实黄土一维固结蠕变试验,分析含水率及压实度对黄土蠕变特性的影响,验证了Burger蠕变模型在描述压实黄土应变与时间关系上的适用性,在该模型基础上,运用FLAC3D计算了黄土高填方工后沉降规律。结果表明:轴向加载瞬时,试样变形速率较大,随着时间的推移,变形速率减小并趋于稳定,压实黄土蠕变随含水率的提高而增加,随压实度的提高而减小。工后沉降对填料压实标准更敏感,在一定压实度和含水率范围内,工后沉降与含水率和压实度呈线性关系。可以通过高填方工后沉降速率和时间关系曲线上的拐点位置判断工后沉降稳定时间,填料压实度越低、含水率越大,拐点越靠后,沉降稳定的时间越长。     

高液限粘土压实性能的试验

通过室内试验,分析高液限粘土的压实性能和最佳压实状态,结合路基工艺实验成果,提出直接利用高液限粘土修筑公路路基的质量控制标准.以福建厦门集美大道高液限粘土为例,经室内试验和现场工艺试验系统分析认为,浸水加利福尼亚承载比(CBR)大于3,只适用于下路堤的填筑,其压实度标准K≥94%.按6种击实功组合,对不同含水量的高液限粘土进行了系列化浸水CBR试验.结果表明,在最佳压实状态下,随着水质量分数的逐渐增大,所采用的击实功宜相应减小,通过水的质量分数和击实功的适当控制,高液限粘土可用于拟建道路的下路堤填筑.     

高速公路粉煤灰沉淀池场区地基加固技术研究

针对粉煤灰的工程特性,粉煤灰沉淀池场区用于路堤的加固措施进行了研究。研究表明,粉煤灰可用作路堤填料,但天然粉煤灰沉淀池场区地基承载力不满足使用要求。鉴于粉煤灰回弹模量及加州承载比(CBR值)与一般路基填土较为接近;且粉煤灰具有孔隙比大,黏聚力低的工程特性,粉煤灰沉淀池场区宜采用强夯法进行压实处理以满足道路路基承载力要求。粉煤灰沉淀池场区经强夯加固处理后,最大压实度可达93%,满足路堤压实度要求,最大承载力为加固前承载力的2.2倍,满足路基承载力要求。     

强夯处治粉煤灰路基的显式动力非线性数值模拟

基于显式动力非线性有限元分析方法,利用ANSYS/LS-DYNA软件对强夯问题进行分析,得出了显式动力非线性数值模拟方法的一般步骤.结合某路基强夯实例建立三维立体模型,对碰撞过程进行数值模拟,得到了强夯加固范围及夯后土体的应力场、位移场.通过与现场实测数据的比对,验证了显式动力非线性有限元数值模拟方法在强夯问题中的适用性.在此基础上,研究和探讨了岳阳地区强夯处治粉煤灰路基中的夯锤参数选取问题,分析比较了夯后土体的沉降,结果表明同能级下重锤低落距有更好的加固效果.     

用于高速公路填石路堤的K30试验检测方法

填石路堤是高速公路建设的重要组成部份,但填石路堤不能用土质路基的压实度来判定路基的密实程度。通过对镇胜高速公路填石路堤用K30检测的一些实验经验,以及与铁路相关标准的比较和分析,结合贵州地区的特点,对贵州高速公路填石路堤填筑的质量、压实指标等标准提出一些参考建议。     

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．     

宁淮高速公路改良膨胀土压实特性研究

宁淮高速公路有90多km的路段通过膨胀土地区，路堤用石灰改良膨胀土填筑．为指导施工和控制填土质量，研究了最大干密度试验方法．结果表明，不同制样过程的石灰改良膨胀土标准击实试验获得的最大干密度有明显差别，其中湿法击实试验的试样含水率变化过程与现场石灰改良土的含水率变化过程相同．因此，工程建设只能用湿法获得的最大干密度作为压实度控制标准．     

弹性半空间球形药包爆破引起的地表振动波形预测

对球形爆源在弹性半空间内爆破引起地表质点的振动波形预测进行研究.利用等效孔穴理论,将球形药包的爆破简化为球腔压力源的作用,推导出球腔压力源p(t)作用下的等效震源强度函数;然后对Hoop点源理论的位移解进行修改,得到在球腔压力源p(t)的作用下地表质点的振动位移和速度函数;最后画出地表质点振动速度函数波形,并对波形进行拟合.根据萨道夫斯基公式和等效爆源强度函数,构造一个与装药量直接相关且更为简洁的质点振动速度函数.结果表明:构造函数与理论解得到的波形非常吻合,且验证了构造函数的适用性,实现爆破振动波形预测.     

穿越粉煤灰沉淀池场区高速公路路基处理方法

为研究穿越粉煤灰沉淀池场区的某高速公路路基处理效果,通过室内试验和现场试验研究了粉煤灰场区的工程性状和承载特性,并对粉煤灰用于路床填筑材料时的施工配合比进行了研究。结果表明,粉煤灰孔隙比大,黏聚力低,渗水性较好,适宜采用强夯法加固处理。强夯法加固处理后粉煤灰沉淀池场区最大压实度可达93%,其承载力特征值约为加固前场区承载力特征值的1. 9倍。粉煤灰填筑路床区时,采用粉煤灰∶黏性土为7∶3,外掺水泥为5%的配合比作为施工配合比,可满足粉煤灰路堤压实度96%以上的要求。     

冲击碾压、橡胶沥青及应力吸收层组合技术在公路工程中的应用研究

分析了冲击碾压的作用机理、橡胶沥青的生成机理及应力吸收层应用性能.基于"强基薄面"理论,开展了冲击碾压、橡胶沥青及应力吸收层工艺组合技术在公路工程中应用试验研究.结果表明:对淤泥质软弱地基上的填石路堤进行冲击碾压加固是动力压密和动力固结双重作用结果;橡胶沥青的形成机理是胶粉与基质沥青在高温条件下混合后同时发生物理和化学两种反应,但以物理溶胀为主;橡胶沥青应力吸收层具有吸收应力、减缓反射裂缝、防水和增强层间黏结等优良功能.冲击碾压、橡胶沥青和应力吸收层组合技术现场应用效果良好.