CFG桩复合地基桩土应力现场测试与数值模拟

针对复合地基在路堤荷载下与刚性基础下受力结构模式存在一定的差异,对江西某高速公路软基试验段填砂路堤下CFG桩复合地基承载力特性进行了现场试验,同时采用有限元差分软件FLAC3D建立模型,对复合地基桩土应力与土体沉降进行了数值仿真计算。结果表明,静载试验测试桩间距1.5m的桩土应力比为5.58,与实际路堤加载监测值2.26和数值计算值2.72有一定的误差。因此,对于本工程仅采用静载试验确定路堤荷载下CFG桩复合地基承载力是不合适的。     

移动荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性

为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性,采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型,对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析,并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响。分析结果表明：移动荷载作用下,桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用,其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小;随着轴载的增加,桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大。     

交通荷载下土工格栅加筋软土地基的变形特性

应用有限单元法对交通荷载作用下的(软土)地基进行隐式动力分析,再基于地基应力响应分析和变形响应分析,研究了土工格栅加筋减小交通荷载引起的地基累积塑性变形的机理.结果表明:路堤高度为1m左右时,在交通荷载作用下,地基会产生显著的累积塑性变形;土工格栅加筋改善地基表面的最大压应力分布,减小传递到地基表面的剪应力;土工格栅加筋降低了地基上部由交通荷载引起的动偏应力,从而致使地基的累积塑性变形明显减小;随着路堤高度的增加,由交通荷载引起的地基累积塑性变形迅速减小,加筋效果相应下降.     

桩承式加筋路堤三维动力流固耦合分析

为了研究交通荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,采用FLAC 3D软件建立了路堤的三维动力流固耦合分析模型,对无筋无桩、有筋无桩、无筋有桩、有筋有桩4种情况的路堤在动荷载作用下的竖向位移、水平位移、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了计算分析,对比研究了4种情况下各自的特点,揭示了桩承式加筋路堤的作用机制.数值分析...     

斜坡地基PHC管桩加固参数研究的数值模拟结果分析

高填路堤荷载作用下斜坡地基PHC管桩在不同设计参数下的工作性状及其处理效果是工程实践关注的重要问题。结合工程实际特点,本文应用有限差分数值模拟方法,通过在垫层中设置过渡网格,提出了路堤填土和垫层之间传力分析方法;结合FLAC3D建模分析,采用先地应力平衡再建立接触面的方法,解决了山区陡坡路段采用管桩加固路基时接触面影响初始地应力场的求解和平衡问题。以此为基础,重点研究了路基变形分布、PHC管桩受力和桩土荷载分担特性等随格栅模量、桩长、桩间距和桩帽尺寸等设计参数的变化关系。计算结果表明:PHC管桩加固高填路堤斜坡地基,可以有效地减小路基沉降以及路基深层水平位移;桩长对斜坡高填路堤PHC管桩复合地基的变形、管桩受力和桩土荷载特征的影响显著。在一定桩间距范围内,桩间距对于工程的总沉降和路堤边坡的稳定影响不大,但对于路堤不均匀沉降和桩土荷载分担特性影响较大。     

路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验

通过对填砂路堤下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验,获得路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩、土应力,并对复合地基中桩土应力比随荷载和时间的变化规律进行探讨。试验结果表明,路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的变化规律与刚性基础下复合地基桩土应力比的规律有较大差别,它随荷载的增加呈先减小后增大的规律,桩土应力比不超过2.0,且随时间基本不变。     

路堤荷载下CFG桩复合地基失稳破坏特性离心模型试验

掌握路基工程CFG桩复合地基失稳破坏特性是建立稳定分析方法的基础。针对路堤荷载作用下深厚软黏土地基,开展了3组CFG桩复合地基离心模型试验,采用自行研制的空中泄砂装置模拟路堤分层填筑过程,设计制作砂浆包裹石墨芯的模型桩监测桩体破坏时序,通过摄影测量技术获取地基土位移场云图,分析复合地基的承载与变形特性及失稳滑动形态。试验表明,随路堤荷载增加,位于坡脚附近的桩体首先发生破坏,并逐渐向路堤中心发展,呈现渐进破坏特点,复合地基发生整体失稳后滑面近似呈圆弧状;桩体破坏形态与桩周土体变形特性密切相关,地基发生隆起变形的坡脚附近桩体呈现拉弯破坏特征,承受路堤荷载较大的路肩附近桩体以压弯破坏为主;桩帽对桩土荷载分担影响显著,桩身轴力增大可提高桩体抗弯拉能力,有利于复合地基稳定性提高。     

刚性地基低路堤长期动力特性原位试验研究

无砟轨道与深埋式桩板结构低路堤形成的"上刚-中柔-下刚"结构体系,导致基床受力加大、状态复杂,因此有必要针对刚性地基低路堤长期动力特性进行专门的动力试验研究。通过京沪高速铁路试验段模拟列车动荷载的原位循环激振试验,测定低路堤不同断面、不同深度处的动力响应,分析刚性地基上低路堤长期动力特性。结果表明:刚性地基上低路堤动力响应在激振70万次后趋于稳定,各典型断面动位移幅值均小于0.1mm,路基面动刚度值介于280~350MN/m之间,断面间刚度差异较小;激振150~200万次后累积变形为0.3~0.4mm;由轨道结构、基床和桩板结构、地基构成的"上刚-中柔-下刚"结构体系具有良好的长期动力稳定性。     

土石路堤压实质量控制与碾压动力响应模拟分析

以国道丹阿公路省界(珲春)至东宁段改扩建工程为依托,选取具有代表性的土石混填路堤施工路段,研究得到不同松铺厚度、不同碾压遍数下土石路堤变形与压实特性,采用沉降差控制指标确定以强、中风化凝灰岩为主要填料的土石路堤压实现场施工工艺;同时采用便携式落锤弯沉仪(PFWD)对土石路堤动回弹模量Evd进行检测,将每遍碾压后土石路堤的Evd值与沉降差做线性拟合,拟合后的相关系数都在0.86以上,说明Evd值与沉降差有良好的线性相关性;并运用有限元理论建立土石路堤三维数值模型,进行振动荷载作用下路堤动力响应分析,分析了振动压路机对路基的压实效果及影响深度,发现竖向动应力沿深度方向衰减速度有先快后慢的趋势,32t压路机振动压实过程可对下压实填层有反复补强压实作用,通过方差分析得到压路机振动频率因素对土石混填路堤振动压实影响的显著程度大于振幅激振力因素。     

马尔代夫吹填珊瑚砂地基现场试验研究

随着人类活动向海洋深入,岛礁工程建设涉及到越来越多的吹填珊瑚砂地基。本文以马尔代夫某吹填珊瑚砂房建工程为研究背景,利用现场载荷试验和标准贯入试验,探究并分析了吹填珊瑚砂地基的承载特性和评价方法。试验结果表明,吹填珊瑚砂地基的荷载—沉降曲线可分为两个阶段:比例变形阶段和破坏阶段,地基承载力特征值为130kPa,变形模量为14.9MPa,压缩模量为16.6MPa。吹填珊瑚砂地基荷载的传递深度为1倍的承压板宽度,水平传递范围随着深度的增加而增加,传递扩散角约为38.7~45°。根据标贯击数计算吹填珊瑚砂地基承载力的经验公式可取fk=11N。研究结果可为岛礁工程建设评价吹填珊瑚砂地基承载力提供一定的借鉴和参考。     

软土复合地基桩及地基土侧向变形试验与分析

通过温福高速铁路软土路堤试验段工程,对"桩(预应力管桩、CFG桩)-桩帽-土工网垫"复合结构形式加固软土地基进行分析,采用测斜仪对桩体及地基土的深层侧向变形进行现场实测,对桩及地基土的位移实际情况做出评判,了解路堤荷载下整个路堤"桩-网复合结构"位移变形场的分布,评价不同连接形式条件下桩及地基土的深层变形特点,进而评价路堤的稳定状态。     

Numerical simulation of compaction parameters for sand-filled embankment using large thickness sand filling technique in Jianghan Plain district

The study uses the finite element method to simulate a new technique of highway sand embankment filling in Jianghan Plain district, which can raise the thickness of sand-filled layer from 30 cm to 70 cm and can significantly shorten the construction period based on the guarantee of sand embankment construction quality. After simulating the three compacting proposals carried out on the field test, the study uses COMSOL software to research on the compacting effects of sand-filled layers in larger thicknesses by 22 ton vibratory roller alone, and then to investigate the steady compacting effect of 12 ton vibratory roller. The simulation results indicate that the sand-filled layer thickness of 70 cm is suitable for the new sand filling technique, and the sand-filled embankment project with tight construction period is suggested to choose the 12 ton vibration roller for steady compaction.     

黄土地区非对称公路路堤稳定性分析

利用FLAC3D软件建立了非对称黄土公路路堤数值分析模型,在强度折减法的基础上,按M-C强度理论分析抗剪切强度参数内摩擦角和黏聚力对路堤稳定性的影响。通过对比不同加筋层数、筋土界面参数和荷载形式下加筋路堤的安全系数和剪应变增量云图,归纳总结出上述参数对路堤稳定性的影响规律。模拟结果表明:内摩擦角和黏聚力对路堤稳定性影响规律相似,安全系数和塑性贯通区均随剪切强度参数增大而增大。格栅加筋效果随着加筋层数和界面参数增大而增大,但增加幅度逐渐减小并最终趋于稳定。此外,非对称荷载作用下路堤稳定性较均布荷载的差。     

土工合成材料处治老路路基拓宽的数值分析

随着交通量的日益增加，老路拓宽已经成为公路建设非常重要的～种手段。为减少老路拓宽新老路基不均匀沉降，提高路基整体稳定性，土工合成材料在新老路基结合部处治中获得很大的成功。针对老路拓宽时采用土工合成材料处治结合部的特点，将新老路基、路面结构作为整体，建立数值模型。采用FLAC进行分析，主要从路基位移、路基项面应力及土工合成材料拉力分布等方面，研究土工合成材料处治新老路基结合部的作用机制，分析不同加筋层数和不同路基填土高度下的处治效果。计算结果表明，采用土工合成材料不仅可以有效地减小路基顶面的差异沉降和水平位移，而且使得路基反射到路面的平均应力更小且分布均匀。     

路堤荷载下公路软基侧向变形规律分析

主要以广珠高速西线公路软基监测工程为依托,应用Plaxis软件对广珠高速公路西线K11＋196断面路基侧向变形规律进行了数值模拟分析,将计算结果与实测结果进行了对比分析,从而验证了利用有限元计算程序模拟路堤荷载下公路软基侧向变形的正确性,为实际高速公路工程软土侧向变形预测提供较准确的理论指导。     

桥头段刚性桩复合地基现场观测结果分析

对于深厚软土路基,桥面和路面之间常发生较大的沉降差,产生“桥头跳车”现象。浙江台州浃里陈大桥对低强度桩复合地基处理桥头段软土路基进行了试验研究,并采用变桩长的方式调整桥面和路面的沉降差。采用复合地基使该桥头段的路基沉降减少了2/3,加固效果明显。由于采用了不同的桩长,复合地基沉降沿路堤长度方向分布是均匀的。对现场观测结果进行了分析,包括对路堤下桩顶和桩间土的土压力及沉降和复合地基分层沉降观测结果的分析。     

海域扩宽公路的变形特征及数值模拟分析

随着我国经济社会的发展,道路扩宽工程日益增多,然而针对海域公路这一特殊工况下道路扩宽的报道及研究尚少。本文以海域公路拓宽为背景,结合数值分析,研究了原有路堤和拓宽路堤的沉降变形规律,并在原有地基不同固结度条件下的新路堤拼宽变形及稳定予以分析,结果表明:地基沉降和水平位移主要发生在软土浅层,新路堤下土体侧向位移均向外侧,地基土的侧向挤出是导致原有路堤不均匀沉降的重要原因;在拓宽荷载作用下,在新旧路堤结合面及其附近会产生过大的剪应力,同时地基内超静孔压分布表明路堤结合部的稳定性最差;原有地基的固结情况对拼宽路段的工后沉降及边坡稳定影响较大,但当固结度达到95%后其影响降低,建议原有地基固结度达到95%时进行道路拼宽作业。     

Mehrlagig mit Geogittern bewehrte Erdkörper über pfahlartigen Gründungselementen – Numerische Simulation des Verformungsverhaltens unter statischer und zyklischer Einwirkung

Numerical simulation of the deformation behaviour of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on pile foundations under static and cyclic loading. Embankments for traffic constructions above soft soil are often founded on piles and geogrids are inserted at the bottom of the embankment. In the framework of present design procedures the cyclic (dynamic) traffic loads are considered in a very simplified manner. They are replaced by a static load with a magnification factor. The established model perception for static loading is a redistribution of stress due to arches in the embankment and tensile stress in the geogrids. However it has to be expected that the load bearing and deformation behaviour of such soil structures will change during the life time of the structure (millions of cycles). The cycles cause an accumulation of deformations and changes of stresses in the soil. This may cause a large destruction of the arches and may lead to unexpected settlements. Numerical strategies and constitutive models for the investigation of the behaviour of soils under high‐cyclic loading using finite element method were recently developed. This paper presents the results of such calculations of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on soft soil for the 2D case. The results show that, depending on the position of the geogrids in the embankment, their contribution is unequally to the bearing behaviour and that the stress arches will actually be destroyed under cyclic loading.     

公路软基工后沉降研究进展

公路建成通车后,软基土受到的附加应力水平随即发生改变,除原来填土路堤静荷载作用外,还受行车动荷载的作用。因此,软基工后沉降应包含静荷载作用和动荷载作用两方面的贡献,这也是导致实际软基工后沉降量通常要大于仅根据静力学理论分析预测的软基工后沉降量的原因所在。在综合国内外学者对公路软基工后沉降方面研究成果的基础上,对比分析路基土在路堤静荷载作用和行车动荷载作用下的不同力学行为特征,探讨路堤静荷载作用与行车动荷载作用在公路软基工后沉降的不同贡献,总结当前公路软基工后沉降研究存在的主要问题,提出公路软基工后沉降的6个组成分量及研究发展趋势。