泡沫轻质土填筑软土地基沉降分析及控制

为了解决软土地基变形导致路面不均匀沉降问题,并使泡沫轻质土更广泛地应用于路堤填筑,利用ANSYS有限元软件,对泡沫轻质土填筑不同高度、密度和弹性模量的路堤进行了理论分析。研究结果表明,软土层弹性模量对路基沉降影响最大,而其粘聚力的变化对路基沉降几乎无影响;与普通路基相比,泡沫轻质土路基能够很大程度上降低路基沉降;泡沫轻质土路堤高度的增大、弹性模量的减小和密度的增大均会使路基沉降增大。同时,发现泡沫轻质土密度大于11kg/m3、路堤高度大于或等于12m时,路基易发生失稳。     

泡沫轻质土用于软基路基拓宽时应力应变分析

为研究泡沫轻质土用作软基上路基拓宽填料时的应力应变规律,对不同填筑高度(3 m,5 m,8 m,10 m,15 m)和拓宽宽度(4.5 m,5.75 m,8.25 m,9.5 m,12 m)的路基拓宽情况运用有限元软件进行了模拟分析;以唐津高速扩建工程试验段为依托工程,分析试验结果,结合理论分析得到结论:(1)固定填高5 m,在轻质土浇筑完成时,拓宽路基基底沉降分布较均匀。随拓宽宽度增大,从距路中心15 m处开始,沉降曲线曲率明显变大,最大沉降值由3.80 cm逐渐增加到8.61 cm;拓宽路基基底附加应力随拓宽宽度的增加而增大,基底应力分布较均匀,基本为中部小、两侧大。但拓宽4.5 m和5.75 m时附加应力变化起伏较大,拓宽8.25 m,9.5 m和12 m时较平滑;当包边土及路面结构填筑完成后,地表各处沉降值显著增长,最大值达15.88 cm。各拓宽宽度下,沉降最大值明显右移,内侧基底应力明显小于外侧应力,出现右侧偏心现象。(2)固定拓宽宽度8.25m,在轻质土浇筑完成时,各处沉降值随填高增高而增加。但新旧路基基底沉降差值不大,均不足3 cm;拓宽路基基底附加应力随填筑高度增加而增大,呈两侧应力大,中部小而均匀的形式分布。在填高3 m和5 m时,路基基底内角点与右侧应力差均在15 k Pa左右,出现显著的左侧偏心现象;当包边土及路面结构填筑完成后,沉降值与沉降差随填高增大而增加,填高为15 m时,最大沉降量超过20.36 cm,沉降差达10 cm;路基基底左侧应力明显小于右侧应力,右侧偏心现象明显。但填高为15 m时,应力集中在55.5 k Pa左右,偏心现象不明显。     

土工合成材料在公路软土路基中的应用

土工合成材料在公路工程中最早的应用是路堤加筋,近几年采用土工合成材料处理软土路基得到了广泛应用和迅速发展,但是由于软土的天然含水量高,孔隙大,压缩性高,抗剪强度低,容易产生地基破坏和过大的沉降和变形,需对软土地基进行处理和加固。将土工织物、土工网、土工格栅铺设于软土地基和路堤之间,加筋软基路堤,从而保证路堤的稳定性,在碎石垫层顶部分别铺设土工网处理软土地基基础,以提高地基承载力和减小地基不均匀沉降。     

堆载加芯搅拌桩复合地基荷载传递与变形特性

加芯水泥土搅拌桩常被用于软土路基加固,为研究堆载作用下加芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递规律、变形特性以及芯长比对其影响,结合实际工程案例进行现场基底沉降、地基深层水平位移、分层沉降、内芯桩竖向应力监测,构建不同芯长比三维有限元复合地基数值模型进行验证、对比分析,研究结果表明：①在堆载作用下,软土路基加固区存在中性点,在中性点上下,钢筋砼内芯桩与水泥土外壳桩荷载传递方式有所不同,钢筋砼内芯桩主要承担上部竖向应力,而水泥土外壳桩由传递剪切应力转换为承担上部竖向应力;②增加芯长比可以增加桩体的有效桩长,增长水泥土外壳桩承担传递剪应力功能的长度,减少作用在桩土界面的负摩阻力大小,有利于控制沉降;③增加芯长比能有效减少基底桩顶以及桩间土的沉降量,减少桩间土的竖向应力分担。     

气泡混合轻质土控制软土路堤桥头沉降试验

为了验证气泡混合轻质土在控制软土路堤与结构物差异沉降方面的处理效果,对在建的沿海高速公路T6合同选择试验段开展了原位试验研究。分别选择146+957中桥0号台和3号台台背做为试验段,3号台台背直接采用预压-气泡混合轻质土回填处理,0号台台背采用预压-深层搅拌桩处理。在试验段布置了沉降板,跟踪测试处理后的软土路堤沉降随时间的演化规律。结果表明,由于气泡混合轻质土减轻了填土自重,在加载预压完成后填筑气泡混合轻质土,地基土处于超固结状态,路基工后沉降小,能有效防治软土路基桥头跳车。气泡混合轻质土和深层搅拌桩处理的对比表明,前者不仅处理效果好,而且施工方便,施工进度快,是一种很有发展潜力的软土路堤路桥过渡段差异沉降控制方法。     

软土路基土工隔栅加筋作用机理研究

通过运用ANSYS有限元分析软件对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响.从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性,对地基承载力的提高也有一定作用.特别是加筋前后地表最大水平位移点的移位,对路堤填筑施工监测有一定借鉴意义.     

深厚软土先预压后换填泡沫混凝土轻质路堤现场试验研究①

针对深厚软土路基压缩性大和工后沉降控制难的问题,以温州绕城高速公路西南线工程为依托,提出了先预压后换填泡沫混凝土施工技术,对典型断面卸载前表层累计沉降和换填泡沫混凝土后关键节点沉降进行监测,对该处理方式的加固效果进行了评估。研究表明:典型断面在卸载前表层沉降约为2m,表明深厚软土预压期沉降量大;建议下一级加载前沉降速率小于5mm/d,为了保证软土沉降;在运营半年后典型断面最大沉降为4mm,预测运营15a后累计沉降为62mm,低于设计标准值。说明采用先预压后换填泡沫混凝土的方法能有效的处理深厚软土路基,可为类似工程提供参考。     

振动挤密砂石井与加筋垫层相结合加固地基土

为了提高地基土强度、加快土中水的排泄,缩短工期,减少工后沉降,利用工程高填土自身的重量作为地基加载、采用普通砂石井排水压实固结和土工加筋砂石垫层相结合的新型复合地基处理方法加固地基土,可均化应力,使地基土满足上部结构的要求,同时在砂桩与加筋复合地基施工过程中完成了堆载预压,增强了地基的整体稳定性,减小地基沉降量。     

侧限条件下泡沫轻质土压缩特性研究

为更好地分析泡沫轻质土在侧限条件下的压缩特性,探究轻质土压缩性能与施工后沉降之间的关系,利用GDG系列高压固结仪对在标准养护条件下28 d和120 d的泡沫轻质土进行了压缩试验,分析了其压缩曲线特性和沉降的关系,比较了其与普通混凝土、土体等材料压缩性的差异,并确定了其侧限压缩模量、临界压应力与龄期的关系,以及压缩模量随龄期变化的规律。研究结果表明:泡沫轻质土压缩曲线呈典型的反"S"型,可分为三个阶段;泡沫轻质土养护龄期越长,压缩临界荷载就越大,抵抗变形能力也越强,且龄期主要影响压缩曲线第一阶段;泡沫轻质土侧限压缩模量随荷载的增加而先增加后减小,当荷载超过1 200 kPa时,出现塑性变形,发生破坏。     

盐渍土对泡沫轻质土强度及耐久性的影响

为了扩展泡沫轻质土材料在山西地区碱化软土路基上的应用,以泡沫轻质土为基础材料,研究砂粉、盐渍土、粉煤灰等掺和料对其抗压强度的影响,并对不同容重的泡沫轻质土试样进行了耐久性分析.结果表明:几种掺和料在单独添加时,泡沫轻质土的抗压强度均出现明显的下降趋势;将粉煤灰与盐渍土进行复配加入泡沫轻质土时,盐渍土会对粉煤灰产生一定的...     

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。     

桩-网复合地基加宽路基的数值模拟分析

应用PLAXIS非线性有限元软件,模拟了桩-网复合地基加宽路基的施工及加载过程,对加宽后路基的竖向位移、水平位移、应力及桩体应力进行了分析计算,分析结果证明桩-网复合地基很好地减小了路面的不均匀沉降及路基的水平变形,还有效地分散了路基填土荷载,增加了加宽路基的稳定性,得出格栅加筋层数的增加并不能很好地减小土体的水平位移,即采用一层格栅加桩基处理较为合适.     

干振碎石桩在软土路基处治中的施工工艺

在高速公路施工中,软土路基施工是经常遇到的问题,采用干振碎石桩置换处理软土有明显提高承载力、增加抗剪强度、加快软土排水固结和减少软基沉降的效果。阐述干振碎石桩在软土路基处治中的施工工艺、方法。     

移动荷载作用下既有高速铁路路基拓宽计算分析

通过有限元软件PLAXIS对土工合成材料加筋既有高速铁路路基的加筋效果和动态响应特性进行分析,以具体拓宽道路为例,对比有限元仿真模型计算结果与典型试验结果,验证了有限元模型的准确性,并对比了三维与二维模型的差异,研究了既有高速铁路加宽路基在移动荷载作用下的动态响应特性。结果表明：在列车动荷载作用下,变形不仅发生于荷载正下方路基,路基两侧的坡面上也伴随变形发生,且靠近加宽路基一侧的坡面变形更明显,相对整体而言,加宽路基处更容易发生过大的变形而导致失稳破坏。路基表面应力变化有一定滞后性,动应力衰减系数与列车速度呈正相关。相较于列车静载,列车动荷载产生的路基表面峰值应力更大。路基沉降与路基高度总体上呈现出正相关趋势,随着高度的降低,沉降减少。路基坡面横向变形随列车的运动响应较快,最大横向变形发生在路基上部。利用土工格栅对既有高速铁路加宽路基加筋,可显著改善路基变形特性,结合经济效益分析,在中上部进行加筋效果较优。     

建筑垃圾复合地基的试验与数值仿真分析

为研究建筑垃圾复合地基的承载性能,自制大型固结仪对某工程中利用建筑垃圾进行路基处理的土样、单桩及复合地基进行室内压缩试验,并通过工程现场静载试验对其承载力进行检测,利用有限元软件对不同桩径、桩长、弹性模量的建筑垃圾复合地基进行数值模拟.结果表明:建筑垃圾复合地基能显著提高软弱土路基的压缩模量,提高其承载力;增大建筑垃圾散体材料桩桩径可以显著提高路基承载力,减小路基沉降;改变桩长及桩身模量对提高软弱土路基承载力和降低路基沉降的效果并不明显.因此,建筑垃圾复合地基可以应用于软土路基处理中.     

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。     

高速公路软基沉降的数值模拟研究

软弱路基在路堤填筑过程中的沉降规律是高速公路施工的关键问题，本文应用有限元数值方法，研究了粉喷桩复合地基在填土过程中沉降的动态过程，揭示了沉降过程中软土的固结规律，对于指导路基施工具有一定的意义。     

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     

高速公路软土路基沉降规律监测及FLAC模拟

采用粉喷水泥搅拌桩法,试验研究了高速公路软土路基沉降的变形特性,对路基关键部位的竖向沉降进行了现场监测,得到了软土路基的变形的初步规律。现场试验表明,粉喷水泥搅拌桩法适宜于加固饱和软粘土地基,可用于增加软土路基的承载力,减少路基沉降量。基于软土粘塑性蠕变本构模型理论,应用FLAC-3D软件完成了浙江某高速公路路基的的蠕变沉降规律的计算机模拟。FLAC-3D计算得到的竖向沉降与实际监测结果基本一致。计算表明,粘塑性蠕变本构模型可以较好地模拟软土路基变形问题,可将该模型用于软土路基沉降计算及预测预报,为软土路基沉降控制提供重要的理论依据。     

交通荷载作用下低路堤动力特性试验研究

结合连盐高速低路堤,对路堤进行了动应力、振动响应等现场测试,分析了路基中附加动应力及振动位移的变化规律.并且通过应力控制的室内动三轴试验,采用一定的动应力频率、不同的循环应力比来模拟交通荷载,研究了在循环荷载作用下,连盐高速公路饱和软粘土的轴向累计应变、孔隙水压力和轴向周期应变软化的变化规律.实验结果表明:路堤中动应力和振动位移随行车速度和车重的增加而增加,随深度的增加而降低,有效影响深度达2.5 m;原状土的临界循环应力比远大于重塑土,承受循环应力能力高于重塑土.因此,要加强浅层路基强度,同时要减少对底部下卧层软粘土的扰动.其结果可为在软土地基上设计和施工低路堤高速公路提供有益的参考.