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.     

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.     

某运营高速公路软基区路基开裂监测及其成因分析

通过布设监测点,对某运营高速公路软基区开裂路基的深层水平位移、道路沉降及地下水位进行了监测。基于监测结果,该段路基内部并不存在明显的滑动面。以变化量最大的CX-23#测斜孔和SW-3#水位孔所在断面为典型断面进行对比分析,结果表明,监测期间监测断面处地下水位的变化并未引起该段路基深层水平位移和道路沉降产生新的变化;结合现场情况,认为该软基区路基的开裂、沉降,主要由前期路基含水量降低,导致路基土体出现固结沉降、收缩变形引起,在正常通车条件作用下,新的降雨及水位变化未引起新的路基变形。监测结果为后期路基的加固设计提供了可靠的依据。     

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。     

泥质软岩弃渣及其改良填料路基沉降规律试验

为了研究泥质软岩弃渣在路基填料中的应用,以成武(成县—武都)高速公路为工程依托,开展土工离心模型试验,对泥质软岩及3种改良填料路基沉降规律进行分析,研究泥质软岩弃渣及其改良填料路基2年内的沉降量、沉降速率和固结时间;并在依托工程试验段开展路基沉降监测,对砂砾改良后的泥质软岩弃渣填筑路基沉降规律进行研究。试验结果表明:泥质软岩弃渣直接填筑路基时的沉降最大,路基顶面中心线的沉降量为53.58mm,路基边缘的沉降量为49.25mm;与泥质软岩弃渣直接填筑路基相比,砂砾改良后的泥质软岩弃渣填料路基沉降量最小,路基顶面中心线的沉降量减小了34.7%,路基边缘的沉降量减小了33%;泥质软岩弃渣直接填筑的路基沉降速率最大,为0.5mm/d,砂砾改良后的泥质软岩弃渣填料路基沉降速率最小,为0.2mm/d,比泥质软岩弃渣直接填筑路基时的沉降速率减小60%;4种方案固结时间由长到短依次为泥质软岩弃渣、土工格室加固、水泥改良、砂砾改良;试验段砂砾改良后的泥质软岩弃渣填筑路基沉降也呈现出路基顶面中心处较大,两侧沉降量较小的特征,前30d路基顶面沉降的速率最大,144d后路基顶面最大沉降量达到27.1mm;靠近边坡端的沉降量比靠近挡土墙端的大;沉降监测结果与试验结果基本吻合,研究结果可为类似工程提供借鉴。     

软弱地基上旧路加宽的路基综合处治方法探讨

软弱地基上旧路加宽主要的技术难题是如何减小新老路基之间的差异沉降,并保证新老路基的有效衔接,避免道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害。本文介绍加宽工程的路基综合处治设计。着重论述软弱地基处治、新老路基结合部位处理的方法,为其他旧路加宽工程提供参考。     

交通荷载作用下粉土路基响应特性分析

交通动荷载作用下粉土路基具有沉降变形过大等特点,成为公路工程难题.依据工程实例,采用大型有限差分软件FLAC3D对某粉土路基进行了动力响应分析,得到了路基沉降云图、路表沉降时程规律和剪切应变增量云图等.数值分析表明:动荷载幅值为10kPa、20kPa、30kPa和40kPa时,路基表面沉降位移分别为0.52cm、1.09cm、1.71cm和2.50cm,呈非线性增长;路基沉降分为瞬时沉降和动力固结沉降,其中动力固结沉降约占总沉降的一半左右,在公路工程中应给予重视.     

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.     

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。     

高速公路路面加固施工及封孔排气装置

为了控制公路路基下沉,增加路基承载力,采用锚杆注浆加固方法,对已经出现裂隙及沉降现象的地段进行加固处理.以某高速公路路基维修工程为例,针对沉降引起的高速公路路面结构脱空、裂缝、等病害,选择双液高压注浆治理,并在具体施工中设计了一种新型的注浆封孔排气装置.通过加固处理后,路基承载力增加,运营状况良好,没有发现再次沉降和裂缝.详细介绍了注浆工艺、参数及施工中应注意的问题,为同类工程灾害的治理提供了经验.     

滨海细砂路基沉陷机理

为了揭示滨海细砂路基沉陷机理,在实地调研和文献调研的基础上,通过路基湿度状态分析、重复动三轴试验和固结变形试验,研究基于淤塞效应的滨海细砂路基累积沉降量.研究结果表明:滨海细砂路基沉陷主要由细砂渗流—迁移—淤塞现象引发的细砂路基动力变形、固结变形以及砂土流失三部分组成;施工期间,高雨强条件下降雨入渗水流引发细砂迁移—淤塞现象,使得砂芯长时间处于高含水率状态;运行期间,淤塞且过湿的砂芯在重载交通和土压力长期作用下出现过量的动力变形和少量固结变形,从而引发细砂路基沉陷现象.     

反压护道在贵惠高速公路软土地基处理中的应用

本文在现场监测分析的基础上,结合地基变形特征的模拟,研究原地基、反压后的地基和固结后的反压地基的变形与稳定性变化情况,重点比较三种状态地基的竖向沉降、横向位移、剪应力、剪应变、孔隙水压力的变形程度。研究结果表明:相对于原路基来说,反压后的路基使原路基的坡脚产生较大的竖向沉降,并产生指向路基中点的水平位移,而且最大剪应力、最大剪应变及孔隙水压力都有所减少。相对于反压后的路基来说,固结后的反压路基使地基在面层范围内有了较大的竖向沉降,并产生指向路基中点的水平位移,而且最大剪应力、最大剪应变及孔隙水压力都有所减少。文章最后综合实测的沉降量与数值模拟,对路基最终的工后沉降做出了预测。     

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。     

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。     

浅谈堆载预压+沉降观测在高速铁路中的应用

在高速铁路路基基床底层施工完毕后,利用堆载作用预先将路基填筑土石方充分压缩固结,达到基本上消除设计永久荷载长期作用下所产生的沉降,使铁路路基在运营过程中基本上不产生大的沉降变形。同时,采用曲线回归法进行沉降观测数据分析,当推算出的工后沉降满足要求后予以卸载,进行下一道工序施工。     

高速公路拓宽差异沉降对路面结构的影响

为减少扩建高速公路拼接段的差异沉降,采用有限元ANSYS程序,研究了高速公路拓宽工程中新旧路基差异沉降对路面结构的力学影响.通过对路面应力进行计算,分析了拓宽沥青路面在使用期内不同阶段承受附加应力的力学特点与破坏方式,并预测了纵向开裂的出现位置.结果表明:早期开裂中,沥青混凝土面层和基层顶面产生较大拉应力,裂缝产生位置随着最大拉应力偏离新旧路基连接面而靠近旧路中心线方向;后期开裂中,最大拉应力和纵向开裂位置出现在新旧路基衔接处附近,且在靠近旧路一侧;当最大差异沉降超过1.5cm,沥青路面基层产生的附加应力大于其容许拉应力0.21MPa时,路面便会产生开裂现象.     

沥青混凝土路面裂缝的成因与防治

通过对沥青混凝土路面出现的裂缝进行分析,着重探讨了沥青混凝土路面的荷载型裂缝、低温收缩裂缝、温度疲劳裂缝、路基沉降裂缝及设计或施工不当产生的裂缝的产生机理,提出了各种裂缝的防治措施.     

三维激光扫描技术在路堤沉降观测中的应用

为有效解决现阶段路基整体差异沉降无法有效监测,仅通过单点监测反应沉降的问题,结合三维激光扫描技术在农林、矿井及隧道等领域的成功应用,将其引入拓宽路基的沉降整体监测。对石安高速公路改扩建工程的新旧路基整体沉降进行动态监测,分析新旧路堤差异沉降的整体变化规律,并与单点沉降进行对比,验证三维激光扫描技术在公路改扩建工程中的适应性。结果表明:新老路堤交接处和路基无处置措施处的沉降量变化最明显;经过4个月的固结,传统的单点观测沉降量最大为1.6 mm;三维激光扫描测得整体沉降量小于1 mm,观测结果准确性提高约38%,且更能反应整体沉降的动态,监测结果误差满足精度要求,同时兼具快速、准确和整体观测的优点,说明三维激光扫描技术可用于拓宽工程的新旧路堤沉降监测和评价。     

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。     

基于理论和实测的路基沉降混合预测方法

为了准确的预测路基沉降,基于土基的固结理论,引入平均附加应力系数的概念,对路基沉降计算传统的分层总和法进行了改进;提出了考虑路基施工过程的路基最终沉降量计算理论与计算公式;建立了基于改进的分层总和法及实测的沉降量预测新模型;编制了基于改进的分层总和法和实测数据的路基沉降预测计算程序Settlement_Calculation;采用新的计算方法和计算程序,对安徽省某二级公路试验路段进行路基沉降观测和理论计算,得到的沉降预测值和实测值相对误差小于2.0%。