荷载循环冲击下跑道软土沉降及孔压变化

飞机起飞降落时荷载循环冲击机场跑道区软土,软土区机场跑道沉降变形对机场安全运行造成影响。采用强夯模拟荷载循环冲击作用,分析软土的承载能力变化。研究发现:随着冲击次数N增加,孔隙水压力有明显上升,但增长速率减缓;软土的沉降量开始快速增大,随后沉降量增速减缓;夯击能越大,则软土的沉降量越大;平板荷载试验中荷载与沉降量呈现近似线性关系,夯点间的沉降量大于夯点下方的沉降量,不同荷载交替循环压实作用效果较好。该研究成果将为机场跑道软土区地基处理提供技术参考。     

地铁双线盾构隧道下穿高速铁路路基沉降分析

以某地铁双圆盾构隧道下穿高速铁路路基工程为依托,根据天津软土地层条件,采用FLAC3D数值模拟软件,考虑CFG桩复合地基等效、列车荷载、盾构隧道施工壁后同步注浆效果、注浆压力、掌子面土舱压力、施工错距、地下水的影响等因素,模拟了盾构穿越路基的全过程,对路基顶面横向沉降槽形态进行分析研究.研究表明:路基顶面最大沉降量为6.88 mm,最大沉降坡度为0.29‰;沉降槽较平坦,形态为单峰,先行隧道施工引起的路基顶面沉降值大于后行隧道引起的路基顶面沉降值.     

列车振动荷载下铁路粉土路基的长期沉降

结合路基粉土在循环荷载下的动力特性试验,提出动回弹模量与累积变形的预估模型.通过动力有限元分析并与现场实测相比较,研究在列车荷载作用下铁路粉土路基的动应力响应.建立列车在运行条件下铁路粉土路基长期沉降的计算方法,探讨列车速度、轴重、轴载次数以及道床、路基参数等对路基长期沉降的影响.研究表明:当线路平顺性较差且路基压实系数不高时,铁路粉土路基的长期沉降随列车速度提高线性增大,随轴载次数增加先快后慢增长,且列车轴重越大或路基压实系数越低,沉降速率越快;当粉土路基压实系数较低时,适当增加道床厚度或提高路基压实系数均能显著减小路基长期沉降;在列车动载下铁路粉土路基的长期沉降存在一个"临界影响深度",路基压实系数越低,影响深度越大.     

交通荷载下粉质黏土路基翻浆冒泥机理试验

为研究粉质黏土路基翻浆冒泥发生规律,自主研制了一套路基翻浆冒泥模型试验装置。模型中路基层分别采用级配碎石与粉质黏土进行填筑,试验研究了交通循环荷载下路基中孔压累积、翻浆冒泥与沉降发展全过程,分析了粉质黏土地基土体成分、孔隙比等对路基翻浆冒泥的影响规律。研究表明:交通循环荷载下地基内部孔隙水压逐渐累积,当地基中有效应力为零时出现瞬态液化并发生翻浆冒泥现象。针对易发生翻浆冒泥的粉质黏土地基,试验发现黏粒含量与孔隙比是影响路基翻浆冒泥的重要参数;黏粒含量增加将使地基中孔压累积,进而发生翻浆冒泥现象;而同样黏粒含量下,地基孔隙比减小将使路基翻浆冒泥现象受到抑制。基于试验结果,在塑性指数和孔隙比坐标系下提出了地基翻浆冒泥的判别参考准则,当塑性指数与孔隙比位于该判定准则上方时,可初步判定路基易发生翻浆冒泥。本文研究可为交通荷载下道路翻浆冒泥评价与控制提供参考。     

托板桩处理路堤技术现场试验研究

针对软土地基上路堤快速施工并严格控制沉降的要求,以台缙高速公路为工程背景,利用设置试验段的方法,对托板桩处理路堤技术进行了现场试验研究.选取3个典型断面安装了各种监测仪器,在填筑时及填筑完成后一段时间内对各断面的土压力、沉降及深层水平位移进行了监测.现场试验结果表明,土拱效应与桩土差异沉降有关,只有当差异沉降达到一定值后,路堤中才有明显的土拱效应;桩土桩体荷载分担比在65%~80%,并随着托板面积置换率的增大而增大;各断面沉降量较小,且稳定较快;路基深层水平位移较小.     

路基沉降试验研究及数值模拟

近年来,随着高速公路的快速发展,因路基沉降造成的公路病害问题日益突出。目前路基沉降的研究方法很多,本文通过在十慢高速公路填方路段进行路基沉降试验测试,并采用ANSYS软件进行数值模拟,来研究路基沉降规律。取路堤的一个断面,按照平面应变问题进行分析。土体定义为弹塑性材料来建立有限元模型。主要的结果有：a.高速公路在高填方路段的路基沉降主要由初始沉降、固结沉降、次固结沉降三部分组成;b.数值模拟的沉降量曲线具有单调递增性,存在反弯点,当时间趋于无穷大时,沉降量趋近于一固定值;c.路基运营阶段的沉降大部分为次压缩沉降,其数值很小。     

350 km/h高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析

采用车辆轨道路基垂向耦合动力学模型,研究了轨道高低不平顺下有砟轨道路基动力影响系数φ_i的概率分布特性;根据循环荷载下路基粗粒土典型填料单元模型试验反映出的累积变形状态特征与荷载水平的关系,明确了基床以下填料处于无时间效应变形状态、基床填料处于微弱时间效应变形状态的设计工作状态;以基床结构的动强度、长期动力稳定性、循环变形为设计控制指标,开展了高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析。研究表明：表征路基承受列车动力效应程度的φ_i沿线路纵向服从对数正态分布;列车荷载作用下,路基各结构层的累积变形状态与填料性质密切相关;基床结构的长期动力稳定性为设计主控因素,据此,提出了适用于350 km/h有砟轨道高铁基床双层结构型式的技术标准建议。     

桩顶荷载下温度循环对PHC管桩的热力响应分析

能量桩将地源热泵与建筑桩基结合于一体,在承受上部建筑荷载的同时还受到附加温度荷载的作用,其桩身的热力响应特性比较复杂。结合某高校综合体育馆PHC管桩工程,分析了桩身温度、桩顶荷载-沉降特性、桩身应力及桩侧摩阻力等变化规律。研究结果表明:冷、热温度循环下桩身温度变化并不均匀,桩顶附近与桩身中下部的温度变化差异较大;桩身温度的变化将引起桩土接触面力学特性变化,改变桩体的沉降趋势,在温度升高时桩顶沉降量略微减小;温度荷载的作用将使桩身不同区域产生负摩阻力,且正负摩阻力的绝对值相差较大;中性点在桩身8m左右,靠近桩下端2/3桩长处。鉴于温度循环荷载会改变桩体的受力及沉降特征,能量桩的设计应充分考虑温度效应的影响。     

路基容许不均匀沉降控制指标的理论分析

为了研究路基不均匀沉降的控制指标,利用数值计算的方法,研究路基不均匀沉降的沉降梯度对基层底部附加应力的影响;并基于双层弹性连续体系,求解不均匀沉降在半刚性基层底部产生的弯拉应力,最后利用麦克劳林展开式进行简化。研究结果表明:利用沉降梯度作为路基不均匀沉降的控制指标,具有一定的局限性;而沉降梯度与沉降距离的比值,即一阶梯度,与弯拉应力之间存在一一对应的关系,可作为容许不均匀沉降的控制指标。对于我国典型的半刚性路面结构来说,不考虑车辆荷载时,路基不均匀沉降的容许一阶梯度可取为0.000161m-1。     

循环动载作用下层状介质长期沉降计算方法

针对循环动载作用下交通基础设施长期沉降,研究解决在移动条形荷载作用下层状介质动应力和循环加卸载条件下层状介质残余应力、永久应变与残余沉降计算2个基本问题.采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题动力微分方程、边界条件与层间连续条件,推导得到移动条形荷载作用下的层状介质动应力解析解.考虑应力水平和应力路径的影响,提出新的永久应变经验公式,通过卸载条件下附加永久应变的弹性边值问题求解,获得循环动载作用下层状介质残余应力与长期沉降的表达式.针对3种不同路基半刚性基层沥青路面环道试验,研究路表残余长期沉降变化规律;通过实测值和预测值对比分析验证了本文方法的合理性和可靠性.     

不同填料顺序下路基沉降分析

针对杨林船闸原状淤泥质土,进行一维压缩试验,研究一次加荷和多次加荷试验下的固结特性。结合典型路基断面,运用ABAQUS软件建立时间硬化蠕变模型和D-P弹塑性模型,得到不同填料顺序下杨林船闸附近高速公路路基工后沉降。试验表明,多次加荷试验下,主、次固结的分界点时间变大,即多次加荷试验主固结完成时间大于一次加荷试验主固结完成时间。模拟结果显示,未考虑蠕变情况下路基沉降量小于考虑蠕变情况下路基沉降量。把蠕变考虑进来时一次填料计算的沉降量大于多次填料计算的沉降量,同时也验证了多次加荷可有效降低次固结沉降。     

煤矸石填筑高速公路路基的稳定性模拟研究

高速公路路基研究的主要问题是沉降变形问题,特别是国内正在建设高速公路交通网络过程中,路基沉降造成的危害非常严重.结合高速公路路基实际工程情况,采用FLAC 3D软件对路基进行数值模拟分析,模拟结果与实际基本一致.得出路基沉降变形规律,从而指导路基施工.     

软基路基沉降系数的影响因素分析

结合软基路基沉降计算的实际问题,讨论公路工程中普遍应用的一种软基路基沉降计算经验法,分析路堤填土高度、地基处理方法、填土施工速率和地质条件对沉降系数的影响,提出综合沉降系数的计算模式,对保证软基路基工程质量具有指导意义.     

基于DEM-MFBD方法的有砟轨道路基不均匀沉降影响分析

针对有砟轨道路基不均匀沉降现象,开展有砟轨道结构整体变形分析。基于离散元—多柔性体动力学耦合方法(DEM-MFBD),建立了一种简化的2.5维有砟轨道耦合模型,并将其用于有砟轨道细观力学特性研究。基于此耦合模型特性,提出荷载及刚度折减方法,对不同路基沉降波长、幅值下有砟轨道结构整体受力变形进行计算分析,在此基础上研究路基不均匀沉降对轨枕空吊的影响规律。结果表明：路基沉降幅值和波长的增加均导致轨道不平顺明显增大,并促使道床应力集中位置外扩;钢轨沉降面积与路基沉降面积的比值(S₁/S₀)可以反映轨枕空吊情况;路基沉降幅值为10~15 mm时出现轨枕空吊,建议沉降限值不超过10 mm,以便工务部门控制轨枕空吊和轨道不平顺等病害。     

复合路基工后沉降早期检测评价方法研究

通过引入桩土复合路基静载荷试验的延时持载手段,并利用概率统计分析方法,给出了一种新的工后沉降早期检测评价方法。评价参数残余沉降Sr和沉降速率Vt由延时持载试验获得;评价指标由实测数据对比借助概率统计分析方法获得。研究表明：延时持载试验在2倍承载力设计值情况下,延时48小时可使90%以上的复合路基完成垫层的桩土应力比调整,达到稳定的承载形式。延时持载试验的最大残余沉降值小于7.0mm或大于12.0mm采用对数正态分布拟合更好;大于7.0mm且小于12.0mm采用逆γ -分布拟合更好。15年工后沉降要求值为100mm、200mm和300mm时,对应的延时持载试验最大残余沉降Srmax分别为4.5mm,13.3mm和35.41mm;对应的Vt=48分别为0.021mm/h,0.046mm/h和0.055mm/h;满足的概率分别为47.61%、87.49%、96.93%。现场实例验证表明,提出的评价指标值与实际情况比较吻合,有利于工程质量的早期检测评价,及时制定补救措施。     

浅层平板载荷试验确定承载力特征值浅析

为了得到更加准确的地基承载力特征值,结合实例,简述邯郸市丰源小区工程内三点浅层平板载荷试验过程,以及将试验所得的原始数据进行整理,作出载荷量与沉降量（p-s）、lgplgs等多个曲线图,根据不同取值方法,在满足具体条件下,分别得到三点的地基承载力特征值,浅析结果后,确定此土层的地基承载力特征值。最后利用静力触探试验成果验证取值的合理性。     

基于差异沉降控制的地基基础优化设计方法

目的为减小建筑物基础的差异沉降,针对天然地基、复合地基以及复合桩基,提出基于差异沉降控制的地基基础优化设计方法．方法通过优化天然地基、复合地基以及复合桩基在桩基平面内的支承刚度,建立地基基础支承体刚度人为优化的数值计算模型,分析了上述方法控制差异沉降的效果．结果通过人为优化支承刚度分布的方法,天然地基、复合地基以及复合桩基上基础的弯矩平均减少80％,不均匀沉降平均减少75％-90％,近似达到零差异沉降的目标．结论笔者方法可显著地减少基础的弯矩和差异沉降,对工程设计具有一定的借鉴作用．     

计算地基沉降分层总和法缺陷的分析及改进

分层总和法是计算地基沉降普遍采用的方法，但它本身存在的缺陷常常造成较大的误差。本文根据误差分析并通过大量有限元计算，查明了误差的大小及分布规律，并得出了适用于均质地基及一般层状地基的修正方法。通过工程实例验证了本文方法，本方法对分层总和法的修正优于地基基础规范法。     

分层总和法计算地基沉降缺陷的改进

分层总和法是计算地基沉降普遍采用的方法,但它本身存在的缺陷常常造成较大的误差.本文根据误差分析并通过大量有限元计算,研究了误差的大小及分布规律,并提出计算方法.最后,应用本文方法分析了两个工程实例,结果表明：本文方法是合理和正确的,并且计算结果优于地基基础规范的计算结果.他不仅适用简单的均质地基,而且适用于一般层状地基,具有一定的实用价值.