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。     

拓宽路基加筋处治适应性分析及优化设计

为研究拓宽路基拼接带加筋处治效果及相关设计参数,借助有限元分析软件和大比尺模型试验,针对不同路基填方厚度和不同软基厚度分别展开了加筋处治适应性分析,比较了新老路基拼接带加筋和不加筋两种工况下拓宽路面结构在地基差异沉降和路面加载双重作用下的应变变化,得出了拓宽路基加筋处治适应性分析结果,并开展了加筋处治有限元设计优化分析...     

路基拓宽不均匀沉降观测与分析

路基不均匀沉降是造成路面结构破坏的重要原因;路基拓宽工程中,新老路基变形的不协调可能造成路面不均匀沉降;通过不均匀沉降监测实例说明了观测方法,以及由监测数据揭示了新老路基沉降发展特点,对于其他路基拓宽工程具有某些方面的指导意义。     

高速公路拓宽新路基差异沉降计算分析

高速公路拓宽过程中,由于新老路基固结程度不同,路面荷载作用下新填路基会产生较大沉降,导致路面破坏;甚至会引发交通事故。基于土的孔隙介质特性,考虑路基边坡对路基沉降的影响,采用修正的分层总和法和ABAQUS数值模拟来计算新填路基路面沉降规律。计算结果表明修正的计算方法得出的路面沉降曲线与实际现场观测结果有明显的相似性,能够比较准确地反映路面不同位置的变形规律,可用于软土路基沉降计算及预测预报,为路基工程设计施工提供参考。     

沿江堤路新老路基裂缝扩展微观机理

针对堤防路基改扩建工程中新老路基不均匀沉降和拼接处沥青层断裂等实际工程难题,通过建立新老路基结合处离散元模型,进行拓宽路基变形不协调和路面沥青层裂缝模拟,从细观角度分析了交通荷载、不同加载部位下新老路基拼接处不均匀沉降,以及各因素作用下路面沥青纵向裂缝的形成机理,并探讨了沥青层的变形破坏模式及平行黏结的断裂程度.结果表明:该离散元模型可以很好地模拟实际新老路基拼接处不均匀沉降;在交通荷载和沉降速度相同的情况下,加载部位置于新老路基交界处时,沥青路面纵向裂缝发展得更明显;在路基沉降速度和荷载作用部位相同的情况下,荷载越大,路面竖向沉降越大,沥青路面纵向裂缝发展得更明显.该离散元数值模拟研究成果为非刚性基层沥青路面的微观力学行为研究提供了一种辅助手段,弥补了室内试验可视化的不足,丰富了路基变形协调和沥青路面裂缝研究.     

京石高速公路拓宽沉降控制标准

为确定京石高速公路拓宽沉降控制标准,以京石高速公路拓宽工程为依托,假设路面结构层底面沉降服从抛物线,建立了车辆荷载作用下的路面结构层数值分析模型,数值分析结果表明:旧路肩和新路肩之间的横坡改变率随着填高的增加先增大,在填高4~5m时达到最大,而后减小;为了保证路面结构在长期车辆荷载作用下路面结构层安全,旧路肩和新路肩之间的横坡改变率不宜超过0.45%.基于上述数值分析结果,结合已有工程经验,确定了京石高速公路拓宽沉降控制标准:旧路中心沉降不超过3 cm;拓宽后路基最大工后沉降不超过10 cm;旧路肩和新路肩之间的横坡改变率不超过0.45%.     

大厚度黄土地层拓宽路基浸水破坏机制

为研究大厚度湿陷性黄土地层浸水湿陷条件下拓宽路基变形破坏特性,基于长安大学土工离心机,安装了降雨浸水系统和位移量测系统,开展与实际应力相一致的离心模型试验,并根据试验结果探讨了湿陷性黄土地层拓宽路基的浸水破坏模式.试验结果表明:拓宽路基荷载影响下,新路基以及部分老路堤会产生新的沉降,最大沉降值出现在拓宽路基形心处,进而产生新旧路基间的不协调变形;持续降雨将会在拓宽路基坡脚处产生雨水入渗,入渗将诱发大厚度湿陷性黄土层内部产生非均匀湿陷,这会导致新旧路基体产生不同程度的湿陷突变,在湿陷突变所产生的差异沉降的作用下,路基边坡首先出现裂缝,进而在新旧路基拼接带处也出现裂缝,最终面临因地基整体增湿失稳所带来的更为严重的路基路面塌陷、滑移等问题.     

水分迁移引起千枚岩填筑路基回弹模量衰变对路面结构力学特性的影响

为了分析水分迁移对千枚岩填筑路基回弹模量及其对路面结构力学特性的影响规律,基于水分补给条件下千枚岩填料回弹模量测试的试验结果,应用数值建模并分析了一般路基和路侧积水路基千枚岩填料路面结构层的力学特性,及路面结构层水平应力、轴向应力以及最大主应变的变化规律。结果表明:在试件底部补水条件下,各层含水率逐渐增大;随着深度的增加含水率呈现减小趋势;水分迁移引起土基回弹变形量逐渐增大,回弹模量大幅度降低,衰变率为60%;各路面结构层的方向应力及最大主应变随着回弹模量衰减率的改变产生较大变化,表现为边坡发生侧移和路面结构层容易发生不均匀沉降,进而形成纵向裂缝;基层是整个路面结构层的薄弱层,容易在过大拉应力作用下发生开裂,最终反射到面层并导致其出现反射裂缝,严重影响了道路整体的使用寿命。     

基于路面破坏响应的差异沉降控制标准

针对高速公路路基差异沉降引起的路面破坏问题,经过路面结构力学响应分析,建立差异沉降控制标准,对路基施工质量进行控制,防止路面开裂。通过对路面结构有限元模型施加初始位移边界条件,模拟差异沉降对路面结构的影响;对不同差异沉降作用下路面结构附加应力进行分析,综合考虑路面材料抗弯拉强度与结构层抗疲劳破坏性能,提出了基于路面破坏响应的差异沉降控制标准。结果表明:只考虑路面材料抗弯拉强度时,以变坡率0.23%作为沉降控制标准;考虑结构层抗疲劳破坏性能时,以变坡率0.58%作为差异控制标准,综合考虑二者共同影响时,以变坡率0.37%作为差异控制标准,相应的路基横向与纵向沉降控制值分别为4.5 cm和7.5 cm。     

拓宽道路工后差异沉降控制标准

为了防止道路拓宽工程中过大的差异沉降引起路面纵向裂缝和路基失稳,以河南安新(安阳-新乡)拓宽道路工程为实体依托工程,采用有限元方法,从路面结构对差异沉降的力学响应、平整度对差异沉降指标的要求、行车荷载对差异沉降指标的要求等方面,研究拓宽道路工后差异沉降控制标准,并对差异沉降进行了分级.结果表明:以路面结构的力学响应考虑差异沉降控制指标较好,并以4 cm作为差异沉降控制标准的低限,以9 cm 作为差异沉降控制标准的高限.     

粉喷桩在高速公路拓宽工程中加固软基处理应用

在高速公路拓宽工程中,新老路基差异沉降将是我国公路建设亟待解决和必须解决的重要问题;文章针对粉喷桩在高速公路拓宽工程中新老路堤差异沉降中的设计、现场试验等进行了系统地探讨,对其他高速公路拓宽工程具有借鉴意义.     

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.     

高速公路路基差异沉降标准

为了合理确定高速公路路基差异沉降控制标准,应用有限元方法计算不同路基差异沉降下路面结构附加应力,并将计算结果与路面结构层材料极限抗拉强度对比,提出了基于防止路面破坏的路基容许差异沉降变化率计算式;基于水力水文学方法建立了公路路表集中排水模型,提出了基于路表排水的容许差异沉降变化率计算式;基于差异沉降对行车舒适性的影响,分析了人体对车辆垂直振动响应的敏感性,建立了国际平整度指数IRI与路基差异沉降的关系;综合以上因素,提出了高速公路路基差异沉降控制标准;最后以某高速公路为例应用本方法进行了计算.结果表明:仅考虑差异沉降对行车舒适性的影响时,以差异沉降变化率0.1％作为沉降控制标准;考虑路面结构破坏和排水时,应根据公路具体设计参数计算确定差异沉降变化率,这能更客观准确地表征路基差异沉降标准.     

改扩建工程路基差异沉降研究综述

随着我国经济社会的快速发展及交通量的持续增长,早期建成的高速公路已经开始出现通行能力差、服务水平低等问题。为了解决这一问题,我国在近年来积极开展了高速公路的改扩建工作,目前已完成了多条高速公路的改扩建工程并投入运营,取得了显著成效。然而,高速公路的改扩建与新建公路有所不同,高速公路在改扩建过程中涉及新老路基拼接、变形协调等问题,特别是新老路基拼接引起的差异沉降,对路基路面结构危害巨大。为此,国内外学者致力于对减小新老路基差异沉降进行研究,探索了许多新的理念和技术。从差异沉降的理论、影响因素以及路基拼接处的处治措施3方面对现有研究成果进行了回顾和梳理,发现对减小新老路基差异沉降的措施,尤其是对加筋结构的布置、路基内部排水结构的研究还比较缺乏。建议开展此类研究,并从理论和影响因素上对差异沉降进行分析,提出适用于多种工况的拼接措施,从而起到控制差异沉降的作用,旨在为实际工程项目提供理论和实际指导。     

新老路基工后差异变形对路面结构的影响

路基拓宽工程中相关病害的发生与新老路基间的工后差异变形有着直接的关系，通过有限元数值模拟和室内足尺试验，对沥青路面在路基差异变形下的结构响应进行了深入分析，为相关工程设计方法的建立提供重要的理论依据和技术支持．理论分析表明，较小的路基不协词变形足以使沥青混凝土路面在路面结构中产生较大的附加应力，应力级位明显上升．室内足尺试验研究表明，在发生路基不协调变形后，新路基处的沥青路表当量回弹模量和疲劳寿命均有不同程度的下降．     

公路拓宽工程中桩承式加筋挡土墙处置路基的数值分析研究

结合绍诸高速上三段拓宽工程的建设,采用FLAC3D对桩承式加筋土挡墙施工对原路基的影响、新老路基的沉降发展规律进行分析。研究表明,原路基边坡开挖后的卸荷作用会使原路基变形出现回弹;管桩施工对原路基的影响较小;施工后,路基的新增沉降呈“~”形,在路基中心线处新增沉降最小,在拓宽路基部分新增沉降最大。     

高速公路拓宽路基软土工程特性试验

分析了新老路基各试验断面软土层的物理力学特性,开展了新老路基软土室内三轴剪切试验和直剪试验,并进行了试验对比分析.结果表明:老路基经过多年的运营产生了固结变形,其固结程度与力学性质好于新路基,表现在老路基软土的抗剪强度稍高于新路基对应位置,粘聚力高于新路基,但内摩擦角则相对低于新路基;由直剪试验求得的软土粘聚力普遍小于由三轴剪切试验求得的软土粘聚力,内摩擦角则相对较大;建议在考虑新路基的软基段的处理方法时,采取比相应段原有老路基的处理方式更为刚性的处治对策,更加严格地控制新路基沉降和差异沉降.     

高速公路路基拓宽中的软土地基处理技术

交通量的日益剧增使得公路也需要不断的扩建,但是在公路扩建的过程中也发现了路基路面变形过大等诸多问题.为此,本文基于这些问题,系统地分析了高速公路拓宽工程的加宽方式、常见病害,并提出新老路基不协调变形的控制技术,此外文章还重点阐述了泡沫轻质土拓宽路基的机制,通过数值模拟手段分析泡沫混凝土应用于新老路基的沉降及受力特性.     

浅谈路基压实度的质量控制

路基压实度质量不好不仅影响路基的强度,还使路基产生不均匀沉降,给路面造成危害。一般高路堤路段上的路面普遍易产生纵裂和沉陷,分析其原因,是因路基压实问题引起路基不均匀沉降造成的。只有对路基结构层充分压实,才能保证路基强度、刚度及平整度,保证及延长路基、路面的使用寿命。     

高速公路拓宽路基病害机理及防治

为了分析高速公路拓宽路基病害机理,以京石高速公路拓宽为工程背景,在FLAC环境下利用Fish函数方法建立了高速公路路基拓宽的数值分析模型,研究了地基沉降对拓宽路基内竖向应力、水平应力和剪切应力的影响,结果表明:在路基拓宽中路基顶部拼接处首先出现拉应力,随着地基沉降的发展,路基顶部拼接处的拉应力区不断发展,并引起路基和路面出现纵向开裂;由于拓宽路基填筑高度不同,路基竖向附加应力分布不均,从而使得路基横向出现不均匀沉降;剪应力主要集中在拓宽路基中部,对拓宽路基病害贡献不大.最后提出了拓宽路基病害防治措施.