公路扩建刚性桩和竖向土工材料加固研究

为控制软土地基公路拓宽工程中新旧路堤的差异沉降,提出一种新的软土地基处理方式,即综合应用刚性桩和竖向土工材料进行公路拓宽地基处理。为把握路堤荷载作用下综合应用刚性桩和竖向土工材料加固直接拼接方式的拓宽路堤工作性状,应用FLAC3D建立三维分析模型。通过数值模拟计算,从加固前后路堤的沉降、地基侧向位移和稳定性等方面进行了分析研究。计算结果表明:刚性桩和竖向土工材料的综合应用能够有效控制地基土体侧向位移,从而能够减小新老路基的总体沉降和路堤顶面的差异沉降,加固效果明显。     

土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

在分析土工格室加固铁路软弱基床机理的基础上,结合工程实例,对土工格室加固铁路软弱基床进行了三维有限元分析.计算中采用Drucker-prager模型模拟土体的材料非线性,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能.计算结果表明:土工格室模量越大加筋效果越显著;基床填料模量的增大对减小土工格室加筋基床的总沉降和差异沉降有较明显的效果,而对减小基床土的水平位移影响较小;填料模量的增大对减小路堤底面附加应力有显著效果,可使路堤底面附加应力分布更为均匀.     

土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

在分析土工格室加固铁路软弱基床机理的基础上,结合工程实例,对土工格室加固铁路软弱基床进行了三维有限元分析。计算中采用Drucker-prager模型模拟土体的材料非线性,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能。计算结果表明：土工格室模量越大加筋效果越显著;基床填料模量的增大对减小土工格室加筋基床的总沉降和差异沉降有较明显的效果,而对减小基床土的水平位移影响较小;填料模量的增大对减小路堤底面附加应力有显著效果,可使路堤底面附加应力分布更为均匀。     

土工格栅与碎石桩联合处理软土路基的对比

根据平面应变条件下的Biot固结理论,采用ABAQUS软件的非线性有限元方法对土工格栅加筋与碎石桩联合使用于软土路基的效果和机制进行了探讨.对比计算表明:仅在路基中加入一层土工格栅时,与无格栅相比较,路堤和路面变形可以减少;在相同固结时间内加设碎石桩后,路堤和路面的竖向变形可以大大减小,路堤的侧向位移也变小.碎石桩极大地缩短了孔隙水压力的消散时间,加快了软土的固结;碎石桩对软土起到了置换作用,可提高路基的承载力、减小路基变形,从而提高了路堤的稳定性.加设碎石桩后可以缩短路堤的固结时间,从而可以缩短工期.     

影响立体加筋效果的因素分析

采用Plaxis软件将立体加筋路堤进行数值分析,分析了土工格室铺设宽度、堤底宽度、垫层厚度等影响加筋效果的几个因素．分析结果表明,加筋能够很好地限制侧向变形,显著地减少沉降和不均匀沉降．所得的结论对工程实践具有一定的参考价值．     

土工格栅加筋路堤对软基位移场的影响

采用非线性有限元方法,通过比较土工格栅加筋路堤和未加筋路堤来分析加筋对软基位移场的影响.计算结果表明:土工格栅能较大地减小软基路堤的侧向位移、减小不均匀沉降和堤外隆起,在一定程度上减小路堤的最大沉降.研究结果对软基上路堤加筋处理有借鉴意义.     

煤矸石桩-土工格室复合路基承载特性

为了研究煤矸石桩-土工格室复合路基的承载性能，以煤矸石桩、土工格室及格栅分别作为竖向、水平向加筋体，开展静载试验，分析土工格室和格栅拉伸应力、桩体轴向应力以及桩顶与桩间土压力的变化规律.研究结果表明：当施加到第8级荷载时，相较于土工格栅，土工格室上的拉应力增大67.93%，格室组中心桩与边桩中性点应力分别增大78.22%、30.95%，中性点对应截面位于桩体中部距桩顶约50 cm处；加筋垫层下方格室组的桩土应力比与格栅组相比，路基中部增大13.68%，路基边缘部分增大12.40%～13.49%，整体增大13.19%.煤矸石桩-土工格室复合结构能够有效地将荷载由桩身传递至基底；土工格室加筋垫层均匀地将荷载横向传递至加筋体，削弱桩土间的土拱效应，土工格室与垫层构成的柔性筏板效应更突显.     

自密实水泥土拼宽路堤沉降与稳定性研究

以某路堤拼宽工程为例,探讨自密实水泥土作为新路堤填料的可行性,基于以开挖弃土为原料土的室内试验实测数据,采用Plaxis2D软件进行新老路堤沉降、差异沉降的数值模拟,并分析路堤边坡稳定性。分析考虑了新路堤坡率、是否铺设土工格栅对其的影响。结果表明：自密实水泥土填料能够有效控制路堤沉降和不均匀沉降,铺设土工格栅能够减小新老路堤的不均匀沉降并显著提高路堤稳定性,自密实水泥土在路堤拼宽工程中有良好的适用性。     

土工格栅处理拓宽路堤不均匀沉降有限元仿真

采用AD INA非线性有限元分析软件,对土工格栅处理武黄高速公路武汉市三环线共线段拓宽路堤变形和应力进行仿真计算和分析,对土工格栅处理拓宽路堤不均匀变形的作用效果进行分析.结果表明,土工格栅对减小路堤不均匀竖向附加变形、侧向位移以及基底不均匀附加应力有显著效果,为拓宽设计提供了理论依据.为了检验仿真效果,拟进行工后路堤变形跟踪观测,对不同高路堤分别布置沉降观测点,利用实际观测结果对计算模型进行验证和修正,为该仿真成果推广应用积累经验,并作进一步研究之用.     

土工格栅处治加宽高填方路堤试验分析

结合山区公路改扩建工程,进行了土工格栅处治加宽高填方路堤的现场试验,分析了高填方加筋路堤的位移、应力和筋材的应变规律.研究结果表明:土工格栅处治高填方新老路堤,其最大位移出现在新路堤中上部,新路堤自身压缩变形较为明显.格栅受力加筋为一个渐进的过程,土工格栅从路堤边缘向路堤中心逐渐发挥加筋作用.     

高速公路路基拓宽中的软土地基处理技术

随着当前交通量的迅速增长,高速公路面临着扩建加宽的问题,尤其是对于软土地的地基,高速公路路基的加宽更需要考虑路基的沉降差以及路基的整体稳定.先对软基处理技术和拓宽理论进行相关的概述,再对当前我国高速公路扩建加宽的现状与问题进行了相关的分析,最后再从已建老路基沉降的观测、新路基复合地基的处理方法以及提高路基整体性与抗裂能力等几方面来对软基上路基拓宽的关键技术进行了相关的分析,希望对我国软土地基上高速公路路基扩建加宽技术的建设能有一定的指导与借鉴意义.     

考虑侧向变形的客运专线路基沉降特性研究

新建客运专线工程要求路基工后沉降不大于15 mm,现有规范因未考虑土体侧向变形对沉降的影响而往往低估最终沉降量。通过建立数值分析模型研究了客运专线路基在不同填土高度和泊松比时坡脚下侧向位移的变化规律及路基中最大侧向位移与中心点沉降的关系;引入考虑侧向变形的沉降修正系数,对其随填土高度和泊松比变化的规律进行了分析研究。     

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．     

Residual settlement calculation of geocell cushion over gravel piles

The calculation of residual settlement of bidirectional reinforced composite foundation, which is composed of geocell cushion over gravel piles, was studied. The geocell cushion was modeled as a thin flexible plate with large deflection. Based on the Kirchhoff hypothesis, the governing differential equations and boundary conditions of the deformation of geocell cushion under working load were founded using von Karman method and solved by Galerkin method. On theses bases, the gravel piles and inter-pile soils were assumed as Winkler ground with variable spring stiffness so as to execute the approximate calculation of the residual settlement of the bidirectional reinforced composite foundation. The calculation method was verified by two laboratory experiments concerning settlement of embankments. One experiment was with just geocell cushion installed to treat the soft clay under embankments; another one was with both geocell cushion and gravel piles installed. The results show that the calculated settlement curve and the maximum settlement are closed to the observed ones.     

软上地基上加筋碎石垫层工作性状试验研究

通过模型试验研究了加筋和不加筋碎石垫层在软土地基上的承载特性,分析了垫层厚度、加筋材料、加筋层数、筋体布置位置等因素对垫层承载特性的影响。结果表明：垫层厚度对地基沉降影响明显,合理的垫层厚度能有效地降低地基的沉降;加筋后的碎石垫层对降低地基沉降的效果更明显,同等条件下,土工格室的加筋效果优于土工格栅;加筋层数及筋体布置位置对加垫碎石垫层承载特性有一定影响,层数越多加筋效果越好,将筋体布置在垫层下部时效果最好;加垫层能在一定程度上提高地基基床系数,其中土工格室加筋碎石垫层对提高地基基床系数效果最好。     

基于轨道板抗弯疲劳强度的不均匀沉降控制

为了研究高速铁路无砟轨道路基不均匀沉降对轨道板受力的影响及基于轨道板疲劳强度的不均匀沉降控制标准.以京沪高铁工程为背景,建立20、30、40、50、75、100 m等不同弦长以及0到100 mm不同沉降幅值的余弦式不均匀沉降分析模型,研究轨道板上的弯矩分布规律,比较分析沉降曲线始端截面与中间截面的弯矩规律.基于轨道板混凝土疲劳强度史密斯设计图,确定轨道板的动力疲劳强度允许值,并基于轨道板抗弯疲劳强度提出高铁路基中长波不均匀沉降的控制准则.     

大型储油罐碎石桩地基差异沉降有限元数值分析

为减少大型储油罐碎石桩地基差异沉降,采用轴对称有限元方法进行数值模拟和计算,研究了桩长、置换率、褥垫长度等参数对差异沉降的影响,及负向侧向位移与差异沉降的关系。结果表明,3个不等桩长的分布范围在某一定值时,差异沉降最小;油罐中心范围内复合地基,通过固定桩径不变,增加桩间距来增大置换率,可使复合地基在相对较小的置换率条件下获得更小的差异沉降;保持置换率不变,桩径越大（即桩间距越疏）,复合地基差异沉降越小;调整桩长、置换率对差异沉降的改变较为明显,而改变褥垫长度对其影响不大;油罐地基负向侧向位移的出现是差异沉降调整的一个重要特征。     

土工格室+阶梯型变截面及等截面桩复合地基承载性状对比研究

利用FLAC~(3D)数值仿真软件,建立土工格室-桩-桩周土相互作用数值仿真模型,对比分析土工格室+阶梯型变截面桩复合地基与土工格室+等截面桩复合地基的承载性状。研究结果表明:土工格室+阶梯型变截面桩复合地基的桩体平均沉降、土体平均沉降及桩土平均沉降均小于土工格室+等截面桩复合地基。