车辆荷载作用下的黄土路堤结构体系受力与变形数值分析

针对车辆动荷载作用下黄土地区公路结构体系受力与变形问题,运用有限元法对其进行了数值分析.将车辆荷载简化为车辆静载与正弦周期荷载相叠加的动态荷载,分析中考虑了道路的实际结构体系、车速以及路面平整度条件下的动轮载系数等主要因素的影响.分析结果表明:动应力在道路横向呈现"W"状分布,且在车轮两侧向外快速衰减;沿道路各结构层竖向,应力衰减相对较慢,当距路面3.4m时,最大动应力约为25kPa.路面与基层变形基本一致,且较小,其中路基及下部地基的变形占总变形90%以上.车辆移动速度为20m/s时,道路沿纵向整体最大变形量为6.0mm;超载状况下,路面的最大变形量为15.6mm,为标准轴载下的路面变形的2.5倍左右,这表明车辆超载是诱使道路产生病害的重要原因.     

浸水条件对浅埋湿陷黄土隧道受力性状影响的大型模型试验研究

黄土隧道基底岩含水率发生变化会导致拱脚和墙脚失稳甚至坍塌,因此,黄土隧道尤其是整体处于湿陷性黄土地层中的隧道受力性状特性研究已经引起工程技术人员高度重视。为了研究湿陷性黄土地层隧道基底承载力及其湿陷变形问题,通过室内大型模型试验方法,研究了天然基底浸水和不浸水工况下基底受力变形性状。研究结果表明：隧道基底压力径向表现为非均匀分布,在仰拱中间位置处最小,墙脚位置处最大;隧道周边切向应力变化规律与径向应力变化规律基本类似,但变化幅度较小;隧道切向压力与径向压力基本一致,浸水完成后各测点应力值都有所增大。     

沟谷地形高填方涵洞竖向土压力数值模拟与计算方法研究

受地形、填料物理力学参数、结构尺寸等多种因素的影响,沟谷地形高填方涵洞受力计算较为复杂,相关理论研究尚不成熟.以某一高填方涵洞项目为依托,通过数值模拟得出:在一定条件下,涵洞两侧边坡阻碍了沟内填土的沉降,土中主应力方向发生调整,从而产生土拱效应.在数值模拟的基础上,运用小主应力拱概念,推导出了沟内黏性填土产生土拱效应时的侧压力系数与沟谷地形高填方涵洞竖向土压力理论公式.各种结果对比可见:所提公式计算结果与现场实测结果以及数值模拟结果相吻合;沟谷地形涵洞上方填土中产生土拱效应时,涵洞竖向土压力随着填土高度的增加非线性增大,增速逐渐减小.     

悬挂式止水帷幕深基坑分级降水开挖变形特性

在地下水丰富且发育有深厚的透水层的地区,考虑到施工难度以及经济性因素,深基坑的隔水设计往往采用悬挂式止水帷幕.基于佛山地铁某深基坑变形实测资料,采用ABAQUS建立三维流固耦合模型,考虑分级降水开挖的实际工况,研究开挖过程中悬挂式止水帷幕基坑的变形规律.结果 表明:地连墙变形在开挖的各个阶段均呈“中间变形量大,两侧变形量小”的鼓胀形.最大侧向位移点在开挖的各个阶段均位于开挖面附近,随开挖深度的增加呈下移趋势.地连墙墙顶位置容易朝着坑外发生变形.坑外地表沉降曲线呈“凹槽”形,随着开挖深度的增加,最大地表沉降点逐渐远离基坑.在基坑开挖过程中,软土层开挖扰动引起的地表沉降呈减小趋势,由坑内降水引起的地表沉降呈增加趋势,由降水引起的沉降可达总沉降量的一半以上.回灌前后坑外地表沉降分布规律基本一致,均呈“凹槽”形,采取回灌措施可在一定程度上控制悬挂式止水帷幕地表沉降变形.     

饱和软土地基固结沉降的现场测试

工后沉降与差异沉降是影响公路工程质量的关键。为加快施工期及预压固结期间的沉降速度，减小工后沉降，对四川达州-重庆高速公路软土地基进行了塑料排水板预压固结处理，并利用沉降探头、沉降杯对其进行了沉降观测，得到软基沉降变形的规律；同时通过孔压探头对其进行了现场孔隙水压力消散测试，得到孔隙水压力发展变化的规律。测试结果表明：该方案能有效地加快软基的沉降速率，缩短预压时间，加快施工进度，减小工后沉降变形与差异沉降。     

浸水湿陷黄土隧道加固地基受力与变形性状数值研究

为了研究湿陷性黄土地层隧道基底受力与变形性状及湿陷变形问题,依托室内大型物理模型,通过数值方法系统研究基底浸水和未浸水工况下基底受力和变形性状。结果表明：在基底加固前后,基底应力最大区域均位于墙脚,应力沿横向和纵向都有增大趋势;加固前后基底土体变形规律基本一致;桩体在黄土隧道复合地基中承担大部分荷载,桩土应力比为4～8;加固地基能有效控制浸水条件下衬砌结构的整体沉降。