土工格栅在路基填挖交界处的应用

本文针对高速公路路基填挖交界处出现不均匀沉降问题而引起的路面早期开裂错台等病害及填挖交界处的处理进行分析研究,并通过在路基工程中的应用实例,提出了采用土工格栅处理路基填挖交界处结合部的方法.     

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.     

道路沉降标准的研究

依据《公路沥青路面养护技术规范》和《公路水泥混凝土路面养护技术规范》的平整度要求,建立路基沉降模型,提出沉降特征长度参数,计算路基沉降标准限值,最后按照不同等级公路和不同结构物施工形式划分路基允许沉降标准。较我国目前所采用的沉降标准,更具有实用性和科学性。     

胶新铁路软土路基沉降变形规律研究

基于胶新铁路实验研究项目,对实测结果进行了理论分析与对比.详细分析了通车前和通车后软土路基的沉降变形特征.根据麦钦特模型对路基沉降计算方法提出了修正的计算公式.结果表明,修正公式很好的反应了沉降变化规律.     

差异沉降对拓宽路面结构影响机制研究

本文以高速公路拓宽工程为研究背景,借助大型地基沉降模拟试验平台,采用FBG应变传感网络系统,开展了几何相似比为1:2的大比尺模型试验,研究了路面加载条件下新、老路基差异沉降对路面结构层的影响机制问题。试验结果表明:新、老路基过大差异沉降,拓宽路面结构层随着路面荷载的反复作用,路面结构层顶部处于拉压应变的交替变化中,正是这种交替变化带来了路面的疲劳破坏。在新、老路基交界处铺设土工格栅能一定程度的消解新老路基间的不均匀沉降,进而能够一定程度的缓解差异沉降对路面结构应变的影响,但是这种缓解程度较为有限。     

软土路基沉降规律三维有限差分模拟及分析

针对在软土路基段新建高速公路沉降大的缺点,为了研究新建高速公路在软土地质区域的沉降分布规律,本文以新澄杨线为研究对象,借助FLAC三维有限差分计算软件,采用数值模拟计算了实例工程的沉降分布,研究了实例工程天然路基段和复合路基段的分布规律,并基于实测资料进行计算精度对比。本文研究结果显示:①对天然路基段和复合路基段的沉降分布计算都较为精确,计算误差率在10%以内的数据点分别占86.0%与82.3%;②虽然复合路基段的地质条件比天然路基段要恶劣,但通过水泥搅拌桩加固等方法处理后,沉降值要远小于天然路基段,加固方式合理有效。     

新旧路基结合部位沉降特征三维数值分析

新旧路基结合处理技术是确保既有线路改造成功的关键。运用有限元分析的基本原理,采用Adina数值模拟软件模拟了局界到湖沿的新旧路基立体交叉结合的典型断面,对新旧路基结合部位的沉降特征进行综合研究,包括内侧路肩和外侧路肩顶面的纵向沉降、路基结合处三个剖面顶面的横向沉降,并分析产生不均匀沉降的原因。计算结果表明,不均匀沉降主要发生在新路基一侧;地基的固结沉降和新旧路基的相对滑移是造成不均匀沉降的主要原因;沉降量最大值出现在新路基靠近顶点的一侧。结合立体交叉路段的沉降规律,提出了改进措施。     

滨海高速公路软基变形规律及沉降预测应用

滨海高速公路因软土欠固、海盐侵蚀和鱼塘开挖等因素导致路基出现一定程度的差异沉降,对高速运行车辆造成严重的安全隐患.为了探讨软土路基沉降变形规律,对路面沉降量、水平侧向位移和路基裂缝间的关系进行分析.基于路面实测沉降资料,建立以误差平方和倒数与误差绝对值倒数为基础的变权重组合预测模型.工程实例分析表明,当路面累积沉降差大...     

浅谈软土路基工后沉降分析方法

在软土地基上修建公路、城市道路,如何控制路基的沉降、沉降速率和工后沉降量是影响路面质量、行车安全、使用寿命等的关键性问题;而如何通过现有的实测沉降资料来准确计算和预测工后沉降是我们现在亟待解决的问题.结合东莞西部干道软土路基沉降实测资料采用不同分析方法运用沉降曲线拟合进行工后沉降量推算,从而得到适用软土路基工后沉降的实用分析方法.     

浅谈加宽填方路基沉降控制计算的FLAC基本原理

本文主要计算模拟路基在自重荷载作用下的最终沉降量,模拟分析新旧路基的不均匀沉降,主要应用FLAC软件,分析模拟了加宽方式、路基高度、地质条件等多个因素对路基沉降的影响规律,研究了老路堤和拓宽路堤先后作用下地基的沉降变形及其应力分布规律。     

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。     

黄土拓宽路基足尺模型试验施工技术研究

目的研究黄土拓宽路基的变形规律及其相关的施工技术,进行黄土拓宽路基足尺模型试验。方法根据产生不协调变形的组成部分,采用新老路基结合面处理、拓宽路基填料压实度控制、新旧路基结合面加筋处理以及拓宽路基检测技术等分析手段,明确施工控制的技术要点和施工方法。结果研究结果表明:1)拓宽路基最佳摊铺层厚度为20cm,碾压遍数为8～10遍,可以达到设计的压实效果;2)路基填料中,灰土的最佳含水量为13.7%,最大干密度为1.87g/cm3;黄土的最佳含水量为12.3%,最大干密度为1.95g/cm3;3)灰土路基的回弹模量明显高于黄土路基,较好地实现了新旧路基材料沉降变形特性的模拟。结论可以通过模型试验施工技术研究成果进一步了解拓宽路基施工的工艺流程和施工方法以及为其它路基拓宽工程中的处理措施的选择、设计和施工提供有益的帮助。     

既有铁路开行大轴重列车路基的动力稳定性

为研究既有铁路开行大轴重列车路基的变形和强度稳定性,选取既有线典型路基土,借助动三轴仪,试验研究了重载下路基土的累积塑性应变和临界动应力,建立了路基土累积应变的预估公式;在此基础上,通过动力有限元分析得到了重载下路基的动应力,并基于分层总和法的思想计算了路基的动力附加变形.研究表明,当路基压实系数低、饱和度高时,路基动力附加变形随列车轴重增加迅速增大,且轴重超过27 t,增大速率明显加快,但当路基压实系数大于一定条件,轴重增加对路基附加变形的影响较小;重载下路基动力附加变形的影响深度主要在2.5 m内,且显著影响深度约为1.0 m;重载下路基未发生动强度破坏情况下也会产生不能接受的永久变形.可通过提高路基压实系数(或强度)显著减少重载下路基的附加变形量和变形达到稳定的时间.     

冲击碾压技术在湿软性黄土路基处理中的试验研究

为了研究冲击碾压技术在湿软性黄土路基处理中的适用性及加固效果,基于某高速公路路基工程,采用冲击碾压技术进行地基处理和路基的分层填筑压实,测定了土体的压实度和沉降量。试验结果表明,冲击碾压技术适用于浅层湿软性黄土地基处理,有效处理深度为80 cm;且其影响深度随冲压遍数的增加而增加,冲压遍数以30遍为宜。同时,结合沉降量的试验结果,还探讨了冲压质量的控制标准。     

毛细水作用下低路基强度和变形特性研究

低路基中,地下水因土壤基质对水分的吸力作用,导致路基土干湿状态发生变化,进而影响路基的强度及变形特性.路基土是非饱和土,其强度变化和变形特性需采用非饱和土理论解释.本文介绍毛细水作用下低路基强度和变形特性的主要研究成果.     

基于反演参数的多年冻土路基长期温度场预测

利用青藏铁路清水河试验段路基3 a的现场温度场及沉降监测数据,采用模拟退火算法改进的BP神经网络算法反演了冻土路基的热力学参数,并在反演参数的基础上应用有限元法模拟预测了冻土路基在不同保温处理方案下的长期温度场变化情况.结果表明:保温材料路基阴阳坡地的温度场差异小于素填土路基,多年冻土季节性活动层厚度也远低于素填土路基;保温材料路基施工后3 a内仍将发生冻融变形,形成路基病害,但破坏程度低于素填土路基;50 a后,保温材料路基将与青藏高原气候环境达到新的热平衡状态,施工对多年冻土造成的破坏可得到修复,路基稳定性良好,但素填土路基仍存在较厚的季节性活动层,这将会使路基发生严重的变形破坏;保温处理方案可较为有效地减少冻土路基的不均匀沉降.     

黏质路基土永久变形改进计算方法

通过室内重复荷载三轴试验,测试了36种工况下黏质路基土永久应变与试验加载次数之间的关系;采用统计回归的方法对黏质路基土永久变形预估模型进行了标定与修正.以分层应变总和法为基础,结合道路渠化交通的考虑,提出了分条分层总和法作为柔性路面路基土在车辆重复荷载作用下永久变形的改进计算方法,并详细说明该方法的计算原理及步骤.结合典型柔性路面结构实例,计算了黏质路基土的永久变形量,并通过对比分析,验证了该方法的合理性.     

路面结构新型排水系统性能及影响参数分析

路面结构中存在水分将会影响道路基层与路基土体的性能，造成土体弹性模量降低、承载能力减弱。随着时间的推移和路面车辆荷载的作用，路面结构将出现不同程度的破坏，例如开裂、车辙、坑洼、不均匀沉降等，因此需排除路面结构中存在的水分。传统的路面排水措施主要有：（1）路面侧边沟排水；（2）碎石排水基层排水；（3）采用土工织物进行排水。然而传统的排水措施仅限于在土体饱和条件下排除水分，在实际环境中道路基层与路基常常处于非饱和状态下，从而提出要在非饱和条件下排水的新技术。基于非饱和渗流理论，提出采用复合土工合成排水材料的新型路面排水系统，该系统由三部分组成，从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展了新型路面排水系统模型试验、数值模拟以及参数分析，来研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能及影响参数。室内模型试验采用自制模型箱，通过控制自来水管水流速来模拟降雨，配合埋藏在土层中张力计和含水量监测仪，实时监测基层与路基中基质吸力和含水率；数值模拟建立与室内模型相同大小的数值模型，在相同降雨边界条件下监测基层与路基中基质吸力和含水率的变化规律；参数分析采用控制变量的方法，分别分析了Van Genuchte参数“a”、土工织物饱和渗透系数k_s、土工织物厚度k_t对水力传导层排水能力的影响。研究结果表明：新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除，基层材料在试验过程始终处于非饱和状态，并在降雨停止后第10min基层的基质吸力开始回升；新型路面排水系统能够防止水下渗至路基， 降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值；采用新型路面排水系统时，基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率，路基体积含水率则保持不变；土工织物参数“a”值与饱和渗透系数对毛细屏障作用的影响较显著，随着“a”值和饱和渗透系数的增大，土工织物与土体接触面形成的毛细屏障越弱、排水越快，但当“a”值过大则无法发挥阻挡水流渗入路基的作用，结合数值结果以及其他文献研究建议“a”值取10kPa左右，饱和渗透系数取0.01~0.1m/s范围；而土工织物厚度改变对毛细屏障作用并不显著，结合实际制造工艺建议土工织物厚度取10~15mm为宜。     

拓宽路基不同沉降形态下沥青路面结构仿真

通过有限元仿真（ANSYS）,首先分析了不同高度路堤顶部沉降形态（选取填土高度分别为1.6和5.0m这2种实际工程）,然后计算出基于路基沉降形态的沥青路面受力情况,并与常用简化沉降形态下的情况进行对比.结果表明：a.实际沉降形态下低路堤顶部呈现＂勺＂形沉降,其路面结构除了在拼接处顶面（＂勺＂形曲线凸部）承受附加拉应力外,其新建路面部分的基层底部（＂勺＂形曲线凹部）存在较大反弯拉应力,底基层可能先于面层开裂;b.高路堤主要受面层顶面拼接处拉应力控制,其反弯拉应力不明显.简化沉降形态不能准确反映路面结构的破坏层和破坏点.     

青藏高速公路路基降温措施有效性模拟分析

为了评价已有的冻土路基工程技术对青藏高原多年冻土区高等级公路宽幅路基的适用性,运用ABAQUS有限元软件及其二次开发平台,建立了多年冻土地区宽幅路基温度场有限元分析模型,并运用该模型对普通路基、碎石路基、EPS隔热层路基以及隔热层-碎石复合路基温度场进行对比分析,对4种宽幅路基融深变化规律进行研究.结果表明,不同降温措施条件下路基温度随时间均呈周期变化,但每年平均温度总体上升,且相同的时间和路基宽度条件下,隔热层-碎石复合路基温度最低、热稳定性最好;普通路基第十年最大融深随路基宽度的增加呈直线上升趋势,碎石路基融深随宽度的增加呈三阶段增长趋势,EPS隔热层路基融深随宽度的增加呈两阶段增长趋势,复合路基融深随着宽度的增加逐渐增加但变化不大;单一的EPS隔热层措施、碎石路基对于多年冻土区宽幅路基降温效果较差,隔热层-碎石复合路基降温效果最优.