山区贴坡路堤工作性状模型试验研究

随着我国西部大开发建设的深入和公路建设的发展,贴坡高填方路堤已经成为西部高等级公路常见的路基形式.结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,对贴坡路堤工作性状进行了研究,重点介绍了该模型的试验设计、测试和试验数据分析方法.主要对试验过程中路堤内部应力、坡面位移进行了观测和分析,得出了在顶部静载作用下路堤的工作性...     

青藏铁路五道梁地区冻土片石通风路基的气冷效果分析

以青藏铁路五道梁片石路基为研究实例,分析了片石层的工作原理,并与一般路基不同位置处的地温进行了比较,认为片石路基有利于保护冻土地温.在考虑空气对流作用的前提下,对五道梁片石路基进行了地温预测,结果表明,在预测前30年还能有效地保护冻土,而50年后其人为上限出现下凹形态.     

竖向地震加速度对堤坝抗震性能影响分析

将堤坝地震动力响应的有限元效值分析方法与坝坡地震滑移量的Newmark估算方法相结合，通过效值计算探讨了水平与竖向加速度组合作用下堤坝的抗震稳定性．首先以堤坝地震动力响应的二维平面应变有限元分析为基础，按照Makdisi与Seed所建议的计算方法估算堤坝安全系效的变化过程，依此对地震过程中堤坝的瞬态稳定性进行评价．对瞬时安全系效小于1的时段，采用Newmark方法估算滑坡体的可能滑移量，进而由此评判堤坝的抗震安全性．最后，针对一座高度为100m的堤坝，分别采用正弦波和实际El-Centro地震加速度记录作为激励，通过具体效值计算讨论了竖向地震加速度对堤坝抗震稳定性的影响．研究表明竖向加速度对堤坝瞬态稳定性及地震滑移量均具有显著影响，在堤坝抗震设计中应合理地予以考虑．     

桩承式路堤土拱效应的三维数值模拟

结合模型试验结果,建立了三维有限元数值模型,对桩承式路堤中土体竖向应力分布规律进行了分析,计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体竖向应力随深度的分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围.模型试验和计算结果显示:桩承式路堤中土拱内部竖向应力随深度非线性减小,而土拱上部路堤中土体应力随深度近似线性增加.研究还发现,随着荷载水平和桩体-桩间土沉降差的变化,土拱的发生区域也在变化,实际土拱作用的影响范围在路堤底面以上约1倍桩间距的区域,要大于目前理论解答所做的假设.     

利用热管-保温材料复合结构提高冻土区路基稳定性研究

热管-保温材料复合路基是青藏铁路中应用广泛的一种新型路基结构形式.通过数学模型分析,推导出应用于青藏铁路冻土路基中的热管的热流表达式,并用热焓法考虑冻土相变问题,对该路基结构形式及在无保温材料情况下施工20 a后的路基温度场进行数值模拟.数值模拟表明:保温材料能够有效地阻止热量从路基面向下传入地基中,使0℃等温线始终在保温板底层;该路基结构形式为青藏铁路多年冻土区路基的理想结构形式,有利于克服全球变暖的影响.     

基于可靠度的黄河下游堤防工程渗流稳定分析

将可靠性理论应用于黄河下游堤防工程的渗流稳定分析,根据与Monte-Carlo方法相结合的有限单元法求解单元堤段渗流稳定的基本原理,基于黄河下游堤防渗透破坏的特点,建立了黄河堤防渗透破坏计算模型,介绍了基于Monte-Carlo方法的有限单元法求解典型堤防断面渗透破坏概率的计算步骤.最后利用基于Monte-Carlo方...     

列车作用下冻土路基动力响应的数值模拟

为研究高温冻土铁路路基内部的动力变化规律,以人工数定激励力法模拟列车荷载,采用ABAQUS有限元软件建立冻土路基模型,对列车作用下的冻土路基进行动力响应模拟.结果表明:在列车振动荷载作用下,冻土路基内部各点的应力和位移均由路基的顶部中心位置向两侧和下部逐渐减小,路基的最大应力和最大变形均发生在其顶部中心处;路基内各个点的竖向振动随着深度增加逐渐衰减.该结果可为高温冻土路基的强度变化研究提供借鉴.     

桩承式路堤土拱效应透明土模型试验研究

目前通过试验研究桩承式路堤时,多是探讨路堤中的应力分布和荷载传递,而路堤内部变形一般在试验中难以准确测量。基于此,利用透明土模型对桩承式路堤中土拱效应进行试验研究,实现了路堤内部变形的可视化。模型试验通过桩间水袋上表面的下移来模拟路堤中土拱的形成过程;并将该过程中获得的照片,经过粒子图像测速(PIV)技术处理,得出路堤填土的位移分布。试验分析表明:路堤在变形过程中没有明显的滑移面,宏观土拱形态为多个形状相似的拱,每个单拱可近似看作半椭圆;随着桩间土上表面下沉量加大,土拱形态几乎不变。接近桩间土表面中心处土体变形最大,从下往上路堤填土变形逐渐减小,到达一定高度表现出等沉面。桩间土沉降过程中,等沉面以下各水平面逐渐变为下凹形,各水平面沉降对称于桩间土中心线分布。当沉降较大时,随着到路堤顶面的竖向距离加大,填土变形范围越大。路堤上部变形较小的区域,水平向位移近似于对称分布,土体有从两边向中间聚集的趋势。桩间土沉降越小,水平向位移曲线变化越均匀。     

非均质堤坝振动特性简化分析

将坝体视为一维弹性剪切振动体系，考虑堤坝土料特性沿坝高的非均匀分布及坝体宽度沿高度的变比，推导出堤坝横向剪切振动时频率、振型函数、振型参与系数等的封闭型解析表达式及地震反应估算公式，基于参数分析探讨了各种因素对坝体振动特性的影响，为非均质堤坝地震反应简化分析提供了基础。