黄土路堤坡顶及土路肩暴雨冲蚀破坏机理试验

根据公路路肩的水力特点,应用径流剥蚀率的概念从理论上分析了路肩及坡面暴雨冲刷,研究黄土地区公路路堤边坡冲刷的规律,即黄土路堤的路肩及坡顶侵蚀在路堤边坡侵蚀中最严重,结果表明路肩是防护的主要部位,为公路防护提供了理论依据。还通过室内大型模型试验验证了所提出的土路肩冲蚀理论。     

城市主干道软基处理的现场监测数据分析

采用中间为袋装砂井,两边为粉喷桩的联合处理方式处理试验路段,通过在软基内埋设测斜管、沉降盘、孔压计和压力盒等,对路基沉降、侧向变形、孔压以及桩土应力比进行监测.结果表明,袋装砂井处理的路中部分沉降较大,而粉喷桩处理的路肩部分沉降较小,其中后者沉降约为前者的1/40;路堤填土达设计标高后,路中沉降大约还需5个月才能基本稳定,而粉喷桩处理的路肩在填土结束后沉降很快就达到稳定;交砂(袋装砂井)处的侧向位移比坡脚(粉喷桩)处的大得多,前者的最大侧移在5.5 m深度处,后者的最大侧移在地表附近;粉喷桩桩土应力比最大值约为1.80,路堤填筑完成后,应力比逐步减小,最后稳定在1.1左右.     

土工格栅加筋路堤的三维有限元分析

运用通用有限元程序ANSYS ,对软弱地基上路堤加筋的作用和效果进行了三维有限元分析 .计算中采用DP模型模拟土体的材料非线性 ,采用面—面接触单元考虑筋土界面的状态非线性 ,并采用薄膜单元来模拟土工格栅 .通过对相关参数的敏感性分析 ,证明了土工格栅模量对加筋效果有显著影响 ,并且加筋位置靠近路堤底部时更能发挥加筋性能 ;证明了在土体发生显著侧向变形时土工格栅能够发挥抗拉效果 ,从而限制土体侧向变形和路堤外侧土体的隆起 ,达到减小沉降和不均匀沉降的效果 .研究成果对软弱地基路堤加筋处理和新老路基结合部处理均有借鉴意义     

高填方路堤软弱区域爆破挤密技术

 为了解决在传统高填方路堤加固工程投资巨大且加固效果不好的问题,提出了爆破挤密技术对路堤进行处理。炸药在土中爆炸结束后,形成的地下爆腔对周围土体产生挤密作用,只需对腔体内逐层填料并压实即可实现高填方路堤的加固过程。通过对9 组不同工况下的试验模型进行研究,分析不同含水率和不同压实度下的爆破挤密效果。结果表明,爆前压实度较低、含水率较大的土体形成的爆腔较大,压密范围较大,反之则小。同时,某高速公路高填方路段的试验工程也证明该技术的效果较好,没有造成路面及边坡的破坏,可以缩短养护维修工期、降低成本、降低占路施工对交通的影响程度。     

软基路堤上预制梁场的不均匀沉降分析

通过结合现场实测和有限元软件数值模拟结果,分析了处于预压期软基路堤上的预制梁场的沉降规律.研究结果表明,在处于预压期的软基路段上布置梁场产生的重载作用将加快路堤的前期固结沉降,而对于路基总体沉降几乎无影响;此外表明,通过压浆处理可提高土体的压缩模量,降低路基的工后沉降.从长期数据来看,梁场沿纵向沉降差较小,而横向沉降差较明显.     

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。     

软弱地基上高填方路堤沉降观测及数值分析

为研究软弱地基上高填方路堤沉降规律,依托某高填方路堤填筑的工程实际,现场测试原地表沉降量、分层沉降量和地表水平位移,并利用有限元软件分析不同填筑高度对地基变形的影响.结果表明:在路堤填土完成后,路堤中心沉降量为44.6cm,路肩处为32.5cm;填土完成后6个月,路堤沉降趋于稳定,沉降分别为59.5cm和47.8cm;工后沉降占沉降的比例分别为25%和32%.路堤填筑过程中,地基软弱土体向外挤出,最大位移发生在地表以下2～4m处,为22.4cm.数值计算结果和实测结果数值上有所差异,但规律一致且差别不大.     

植物根系生长形态对膨胀土边坡土体抗剪强度的影响

为了提高膨胀土边坡土体抗剪强度,增强植物根系在膨胀土边坡土体中的力学效应,提出用植物根系作为加筋材料防治膨胀土边坡的浅层失稳,调控植物根系在边坡土体中的生长分布方法.基于WU氏模型推导植物根系分布角度与膨胀土边坡土体抗剪强度增量的关系,构建1个膨胀土试验路堤边坡以模拟工程边坡实际情况,采用人工调控的方法调控香根草植物根...     

临河碎石土路堤稳定性的试验研究

为了研究临河碎石土路堤的稳定性,基于相似理论,通过离心模型试验,研究了不同坡率和分台阶的情况下,碎石土路堤在坡外水位上升过程中的稳定性,测量了试验过程中路堤内的孔隙压力,分析了试验机理。结果表明:在模拟水位上升约10 m的情况下,20 m高、坡比1∶1.75、压实度96.5%的碎石土路堤没有明显的滑动破坏,但有反映其不稳定的裂缝产生。如果这种路堤发生半幅跨塌等水毁事故,可能与堤基处理不好、水对路堤的冲刷等有关。如果路堤高度大,在空间上不允许用1∶1.75的放坡时,可以考虑1∶1.5的坡比,分台阶填筑;分台阶填筑路堤时,台阶平面与上边坡交界处是应力集中部位,在设计和施工时应注意防护。     

交通荷载作用下粗粒土高路堤动力特性分析

为了研究粗粒土高路堤在长期交通荷载作用下动力响应特性及应力场演变规律,基于相似理论,进行室内动力模型试验。试验中,将交通荷载按比例进行缩减,通过动力模拟装置施加在路堤模型上;利用MIDAS/GTS软件建立粗粒土高路堤数值模型,通过模型试验结果与数值计算结果对比分析,探讨粗粒土高路堤在交通荷载作用下的动力特性。研究结果表明:路堤产生的动应力、位移能表征轴载相互叠加的特性;在路堤同一深度处,交通荷载对车轮正下方的路堤土体动应力响应影响程度最大,车辆载重对路堤影响程度显著高于车速对路堤的影响程度;在路堤不同深度处,动应力出现明显滞后,动应力曲线呈非线性衰减变化特征;路堤在循环荷载作用下,累积变形规律分为平缓增加、急剧上升、缓慢上升和趋于稳定阶段。     

返包式土工格栅加筋路堤有限元数值模拟

返包式土工格栅被广泛应用于路堤的加固.本文以某高速公路路堤断面为背景,利用Plaxis有限元软件建立二维分析模型,并结合现场实测数据分析了返包式加筋路堤水平土压力、垂直土压力和格栅拉伸应变等在施工期间的变化规律.发现路基填土在采用土工格栅加强后,有效的调整了不同层位处土体的水平土压力和垂直土压力,施工期间格栅的拉伸应变也一直在合理的范围以内.     

考虑坡顶交通量影响的路堤边坡失稳敏感性分析

目前对边坡稳定影响因子敏感性的研究主要是针对边坡的内部因素,在分析路堤边坡稳定时,车辆荷载等外部因素对边坡稳定的影响不容忽视.本文同时考虑内部因素和外部因素,选择边坡土体重度γ、边坡土内摩擦角φ、边坡土粘聚力C、边坡坡度θ及交通量Q作为边坡稳定安全系数敏感性分析的影响因子,5个因子都具有广泛的分布随机性.以金鞭公路某标段路堤边坡为例,制定了5因子5水平的正交试验方案,利用传递系数法分别计算不同工况下的边坡稳定安全系数,再利用SPSS统计分析各影响因子对路堤边坡稳定安全系数的敏感性.研究结果表明:路堤边坡稳定性受内部因素和外部因素共同作用,影响因子敏感性大小依次为:边坡坡度θ边坡土内摩擦角φ交通量Q边坡土粘聚力C边坡土体重度γ.本研究可为该边坡失稳治理设计提供依据.     

片石挡墙支护煤矸石路堤现场试验研究

为研究煤矸石路堤的结构特性,对湖南省安化—邵阳高速公路K127+700 km和K127+720 km 2个断面的煤矸石填筑路堤进行现场试验,测试路堤沉降、侧向变形、竖向土压力、水平土压力和基底不同方向土压力的分布规律。研究结果表明:煤矸石路堤在靠近挡墙处沉降较小,远离挡墙的位置沉降量逐渐增大;靠近挡墙的侧向位移的最大值发生在煤矸石路堤填土厚度较小处;2个试验断面的最大水平土压力均出现在煤矸石路堤和黏土路基的交界面处;在施工过程中,挡墙内侧基底土体存在应力主轴偏转现象;在施工结束后,煤矸石路堤与黏土地基交界面位置处挡墙内侧煤矸石的土压力从大至小依次为水平土压力、竖向土压力和45°方向土压力。     

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.     

冲击式压路机在路基拼接施工中的应用

在沪宁高速扩建施工中使用了冲击式压路机对新填路基进行了冲碾补压，对提高路堤的密实度与均匀性，减少工后沉降与差异沉降，防止新旧路基拼接处产生纵向裂缝起到了较好的作用。本文作者结合参建的沪宁高速公路扩建工程施工，介绍冲击式压路机的应用。     

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.     

有限填土路堤挡土墙主动土压力研究

采用FLAC~(3D)软件建立有限差分数值模型,对有限填土路堤挡土墙的主动土压力进行研究,分析了挡土墙后有限填土由静止状态逐渐到主动极限平衡状态的过程,分别对有限填土条件下滑动面的发展规律及到达主动极限平衡状态所需要的位移、土压力的大小和分布进行了研究.结果表明:土体达到极限平衡状态所需要的位移随着路堤坡角的增大而增大;临界倾角小于依据库仑土压力理论得到的滑动面倾角;当墙后路堤边坡坡角增大至30°时,滑动面下部沿基岩面发展,上部在土体中发展;当基岩面倾角大于临界倾角时,采用库仑土压力理论将高估挡土墙的土压力.     

路堤荷载下刚柔长短组合桩网复合地基现场试验研究

文章依托哈大高速铁路新营口车站路基处理工程,开展了刚柔长短组合桩网复合地基现场试验研究,研究结果表明:路堤填土中"土拱效应"的强弱取决于桩体与桩间土体两者差异刚度的大小;褥垫层基础的刚度是桩体与土体差异沉降大小的主要影响因素;该类复合地基中CFG桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的196倍,且MIP桩有效提高了浅层土体的地基承载力;采取"刚柔长短组合桩网复合地基"联合堆载预压法加固深厚软土路基能满足高速铁路运营期间的稳定性要求。     

压密注浆在地基处理中的应用

随着建筑科技的进步,地基加固处理的方法不断更新,新技术新工艺的应用层出不穷。压密注浆工艺是通过注浆管在有压状态下将浆液注入土中,在注浆管周围形成浆泡和浆土结合体,并使土体得到挤压密实,对地基土起到综合加固效果。     

横观各向同性土中大直径桩的纵向振动分析

桩-土动力特性研究一直是桩基工程领域的重要问题,针对受纵向振动荷载下的横观各向同性土中大直径桩动力特性进行研究。基于横观各向同性材料本构方程,忽略土体径向位移,建立轴对称条件下土体的动力平衡方程,结合边界条件求解方程,得到土体的位移和剪切力表达式。根据Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩的纵向振动平衡方程,结合边界条件求解得到大直径桩在横观各向同性土中纵向振动的解析解,随后分析了桩土参数对土体、桩顶动力响应的影响。将理论解进行退化分析,并将理论解与数值模拟解进行对比,进而验证了该理论解的正确性。