膨胀土路基改良方法及沉降计算的应用

膨胀土路基的沉降问题关系到路基的稳定性和安全性,以西南地区某膨胀土路基为例,分析了上部附加荷载作用下土层的工后沉降量以及大气影响深度范围内膨胀土的胀缩变形量,根据总沉降量对场内道路进行分区换填处置,以满足沉降的控制标准,有效完成了此地区的膨胀土路基总工后的沉降预测及膨胀土路基病害的控制.     

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。     

CFG桩加固黄土地基承载特性的模型试验研究

本文首先介绍了相似理论在室内模型实验中的运用,确定出了本次模型试验的相关参数。然后通过荷载作用下CFG桩复合地基模型试验,分析对比了天然地基、不带桩帽复合地基、带桩帽复合地基的沉降以及桩土应力关系。最后得出结论,即CFG桩可有效加固黄土地基。     

交通循环荷载作用下粉土路基的动态响应分析

利用有限元动态分析方法,采用一种能够描述粉土累积变形发展过程的循环本构模型,对安徽淮北地区粉土路基在长期交通荷载作用下的动态响应过程进行了数值模拟分析.结果表明,粉土路基在长期循环加载过程中会产生显著的累积沉降变形.车辆荷载传递至路面以下的附加应力,在经过路面层以后发生较大程度的衰减,然后通过1.5m厚的路基层,附加应力会进一步衰减至最大附加应力的10%左右.因此,1.5m厚的路基层可以考虑作为粉土路基承受车辆荷载的主要工作区.     

基于流固耦合的泥水盾构隧道施工引发地表变形

利用泥水盾构隧道开挖面平衡稳定原理,对泥水介质渗透的微观机理进行分析.同时,以具体工程为研究对象,结合流固耦合基本原理对由于开挖面泥水渗流所引起的隧道开挖位移场进行计算分析.研究结果表明:泥水介质向开挖面前方土体渗流时,将引起隧道地表附加沉降,且泥水压力大于主动土压力时,泥水压力越大,附加沉降量越大,但总沉降量越小;泥膜渗透系数越小、泥膜厚度越大附加沉降越小;适当增加施工进度有助于减少附加沉降.因此,在高渗透性地层条件下采用泥水盾构施工时,应确保泥水介质的质量,适当提高施工进度,尽量减少泥水渗透对开挖面稳定性及地表变形的小利影响.     

混凝土芯砂石桩载荷试验及沉桩数值分析

混凝土芯砂石桩能够有效地减少工后沉降和工后差异沉降。为进一步了解混凝土芯砂石桩复合地基的加固机理,预制芯桩对复合地基承载力的提高作用以及砂石壳加速固结排水的作用,采用基于ABAQUS有限元数值分析方法建立轴对称平面应变模型,对混凝土芯砂石桩单桩及单桩复合地基载荷试验进行模拟,并将结果与现场实测数据进行对比。对单桩沉桩过程进行了模拟,并结合圆孔扩张理论和砂井固结理论进行分析。研究结果表明:预制芯桩承担了大部分上部附加荷载,最终荷载分担比约为0.7,有助于提高复合地基承载力;沉桩至5m深度处,地基土隆起对沉桩引起的超孔压影响不大,砂石桩的存在大大加快了地基土中超孔隙水压力的消散和桩周土强度的恢复。     

高层黄土基坑开挖扰动的现场监测

为了研究受开挖卸载作用扰动基坑周围土体的工程特性，对兰州黄土地层某高层基境进行土压力、地表沉降及水平位移监测，根据监测结果，分析黄土地层深基坑开挖卸载的扰动区域，对基坑工程的设计与支护起着指导作用。     

循环温度荷载下砂土地基能量桩工作特性

为了解静力荷载下温度循环对能量桩承载特性的影响,运用室内模型槽试验,对多次循环温度荷载下砂土地基能量桩模型的工作特性进行了系统研究.试验结果表明:桩身附加应力峰值随循环次数增加而增大;桩顶无载荷时,桩端土压力变化最大值随循环次数增加而逐渐减小,多次循环后桩端土压力及桩顶位移恢复初值;当桩顶有较大载荷时,桩端土压力变化最大值随循环次数增加而增大,多次循环后桩端土压力分别增加了7,19kPa,桩顶位移产生沉降累积,最终沉降累积量分别达桩体直径的0.14%和0.58%.     

高速铁路桩承式结构路基地基沉降计算方法

采用Mindlin-Boussinesq联合求解桩间土的附加应力,再根据e-lgp曲线法(e为孔隙比,p为土体压力)计算地基沉降的方法对高速铁路两种刚性桩桩承式结构地基进行了沉降计算,并与现行计算方法及现场实测数据进行对比分析.分析表明:现有规范计算方法对高速铁路路基荷载作用下刚性桩桩承式结构,及超固结或结构性较强的地基土体沉降计算有局限性;Mindlin-Boussinesq联合求解刚性桩桩承式结构地基中桩间土的附加应力沿深度的分布规律符合实际工程分布情况;Mindlin-Boussinesq联合求解附加应力并根据e-lgp曲线法计算地基沉降的方法的计算沉降值与实测值较为接近,并能考虑刚性桩复合结构地基设置参数情况及地基土应力历史等影响因素.     

低路堤下长江漫滩相沉积土的工程特性评价

针对长江漫滩典型沉积土的薄壁样,通过一系列室内物理力学试验,利用固有压缩曲线(ICL)作为描述原状土压缩特性的基准框架,探讨了该区域土层的基本特性.结果表明,长江漫滩相天然沉积软土具有强结构性.根据结构性土的孔隙比e由固有孔隙比er与附加孔隙比es所组成,且在屈服后阶段,es与固结压力óv'成反比关系,及屈服前零压缩的理想状态,确定了原位屈服应力与原位压缩曲线.结合CPTU原位测试结果,从天然压缩特性和固结性状方面,分析得出了在低路堤结构下,附加应力未达到原位结构屈服应力,地基处于屈服前状态,长江漫滩相沉积土平均固结指标较大,地基沉降稳定快.为充分利用天然沉积土的结构强度,地基处理适宜浅层处置方案.     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟研究

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,本文通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响,选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系,并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明：初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长;Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3~4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年,而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

客运专线黄土路基填料石灰改良试验研究

基于高速铁路对路基强度和工后沉降的严格要求,路基填料改良已成为黄土地区修建客运专线必须解决的关键技术问题。通过大量土工试验及理论分析,研究不同配合比下石灰改良黄土的物理力学性质、击实特性、压缩特性、强度特性及主要影响因素,确定出最佳石灰配合比,为黄土地区客运专线路基填料的选择和应用提供了参考依据。     

基于Verhulst模型的堆载预压法卸载时机的研究

在公路建设中堆载预压法是处理软土地基的常用方法。工程实践中随着对路基的工后沉降和不均匀沉降要求越来越高,有必要对堆载预压处理软土地基的卸载时机控制进行研究。应用Verhulst模型和指数曲线模型的基本公式,分别推导其剩余沉降和沉降速率之间的关系。结合越南河内-海防高速公路软基处理的实测资料,用两种模型拟合了剩余沉降和沉降速率之间的关系曲线图,比较分析了两种模型曲线拟合的结果。论证得出Verhulst模型更合理,并根据拟合曲线确定了路堤卸载时机。     

注浆法应用于局部非饱和黄土地基中的适用性

为了探明注浆法应用于黄土地区某既有高层建筑地基加固产生负面作用的原因,用以指导该建筑物进一步的加固工作。本文依托某建筑物纠偏工程讨论了注浆法在局部非饱和黄土地基中的适用性。现场监测了建筑物的沉降、倾斜以及地基土孔隙水压力指标,结合地质条件以及前期加固方案,分析了注浆后地基土承载力不升反降、建筑物沉降速率增大的原因。结果表明：注浆开始后,建筑物沉降速明显增大,且南侧高于北侧,随着施工的暂停和恢复,沉降速率随之减小和增大。最大沉降速率达2.05 mm·d-1,南北两侧最大沉降差达40.78 mm。孔隙水压力变化趋势与沉降速率类似,最大孔隙水压力达990.21 kPa。停止注浆后,地基南侧各处孔隙水压力有所降低,降幅约8.85%~45.56%。注浆使建筑物产生不均沉降的原因为,未凝结浆液中的水在注浆压力和较高的孔隙水压力作用下逐渐渗透到本就排水条件不良的地基土中,且由于地基内初始孔隙水压力及初始排水条件的差异,对地基产生了不均匀的影响,最终体现在建筑物不均匀沉降上。可见对于类似的排水条件不良且孔隙水压力过大的局部非饱和黄土地基,注浆加固前应采取打入排水板、泄压孔等措施消散孔隙水压力,然后再进行注浆施工。     

软土地基路堤预抛高确定方法

根据施工期路堤填土厚度、沉降实测数据建立了一种新的工后沉降预测模型,并从土力学角度分析了该预测模型的物理意义;针对不同的软土地基深度、路堤高度和工后沉平控制时间,导出了路堤预抛高计算公式.结合工程实例,将计算的工后沉降、预抛高量与工后实测沉降进行了比较分析,验证了该计算方法的可行性.     

急速增湿条件下湿陷性黄土中桩基的承载性状

入渗增湿条件下,湿陷性黄土地区中桩基的承载性状会因桩周土基质吸力减小和湿陷变形而显著劣化,进而诱发一系列的工程问题。为了研究浸水前后湿陷性黄土中桩基承载性状的变化规律,进行模型桩的入渗试验,同时对桩周土体的变化（包括沉降、体积含水率、基质吸力）以及桩基承载性状的变化（包括桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩端承载力）进行监测。将入渗过程中桩周黄土基质吸力变化与桩基承载性状的变化相关联,从非饱和土力学的角度阐明入渗前后桩基承载性状的变化规律和变化机理。研究结果表明,入渗过程中的桩顶沉降和桩端承载力不断增加,桩身轴力大致呈“ D ”型分布,最大轴力出现在入渗过程中。入渗过程中桩周黄土的基质吸力减小,产生湿陷变形,使桩侧摩阻力大小和方向发生改变,进而导致桩基承载性状的变化。基于非饱和土力学原理对传统的剪切位移法进行简化和修正,提出考虑桩周黄土湿陷变形影响的单桩沉降预测模型,并结合试验结果对理论模型进行验证。本文的研究成果有助于进一步完善复杂环境荷载作用下湿陷性黄土地区的桩基设计理论和工程性状评估。     

大断面高含水率黄土隧道数值计算分析

针对宝兰线大断面高含水率黄土隧道施工,通过对不同埋深及不同含水率情况下的进尺、开挖步序、核心土长度、竖撑形式、封闭距离等工况进行数值计算。通过变形结果对比分析可知：在黄土隧道中,随着开挖进尺长度的增加,拱顶及拱脚沉降量也相应增大,但增加的幅度有限,低含水率下的开挖变形受进尺影响较高含水率更为明显;核心土对控制变形非常明显,在高含水率中效果更为明显;核心土长度为5m时,对沉降控制最为有利,能够减小沉降10%~20%,其中含水量越高越明显,核心土长度大于5m后,对控制变形的作用将减小;竖撑形式对沉降的控制作用与埋深关系不大,竖撑减小沉降的作用随着含水率的增加更为明显;仰拱封闭距离对沉降影响非常大,随着仰拱封闭距离的增加,沉降量显著增大,对于黄土隧道,尤其是高含水量的黄土隧道,早封闭对控制沉降变形极为有利。     

软土地区某高层建筑地基加固现场实测及有限元分析

地基处理不当、基础设计不合理等原因都会造成建筑物不均匀沉降,给建筑的正常使用造成影响.以某不均匀高层建筑为例,详细介绍了该建筑所经历的两次基础加固过程,结合现场监测和数值模拟方法分析了两次加固的效果,并预测了未来两年的沉降发展趋势.结果表明:地层不均匀、地基土固结沉降增大桩基负摩阻力是造成本建筑不均匀沉降的原因,本项目上部结构施工完成三年后超孔隙水压力才基本消散;基础加固中基桩应选择合理的持力层,如桩长较短,即使桩数多,也无法很好地发挥作用;基础加固有一定的滞后效应,由于加固桩体施工对土体有一定扰动,故沉降不会立刻停止,而是在扰动停止后趋于稳定;沉降缝对于控制大规模不均匀沉降意义重大,设计时应特别注意.     

高速铁路湿陷性黄土桩筏复合地基沉降控制效应

为研究和分析高速铁路荷载作用下刚性桩桩筏复合地基控制湿陷性黄土地基沉降的效应,采用离心模型试验的方法对不同桩间距设置条件下的刚性桩桩筏复合地基进行了模拟试验.试验研究表明:湿陷性黄土地基无法满足高速铁路轨道结构对路基工后沉降的要求,需要加固处理.随着桩间距由2倍增至6倍桩径,地基总沉降量及工后沉降量显著增大且变化速率较大,桩间土对桩体的负摩阻力增大.桩间土与桩体相对位移中性点位置随着桩间距的增大而显著降低,工后阶段中性点位置变化趋势为逐步上升并趋于稳定.工后阶段筏板与桩体相对位移量呈减少并趋于稳定的趋势.差异沉降主要发生在施工阶段,桩筏复合地基工后阶段控制沉降及差异沉降的能力较好.     

地形对黄土高填方路堤沉降的影响

以太原市太行路高填方路段为研究对象,通过沉降观测,研究黄土地区高填方路堤的沉降过程及其发展变化规律,从而了解到影响高填方路堤沉降的影响因素。由于该高填方路堤地形的特殊性,通过控制施工速率、填土高度、地基土质和填土容重等参数,通过对该路段工后沉降的观测,较好的研究了地形对高填方路堤沉降的影响。观测结果及分析表明:对于黄土地区高填方路堤,地形因素对沉降量的影响不容忽视。通过研究也为高填方路堤填筑方案的选取提供依据。