高速铁路路基过渡段施工质量控制

铁路路基与桥梁、横向结构物及隧道之间的过渡段设置非常普遍,其施工工艺和质量控制尤为重要。为满足列车平稳、舒适且不间断运行,必须将其不平顺控制在一定范围之内。路基过渡段的施工应严格遵守可靠性要求,以避免支撑轨道的基础刚度发生变化,从而保证路基与各型结构物之间的沉降变化均匀有序,确保列车的运行安全。     

冻胀地区桥梁地基与桩基础设计

地基和基础受到各种荷载后，其本身产生附加的应力和变形。为了保证结构物的正常使用和安全，地基与基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在容许范围之内。根据地基的土层变化，基础可以采用各种形式，在江滨农场，桩基础的适应性较好，采用的比较普遍。     

基于Boussinesq位移解的地基沉降可靠度分析

以竖向集中荷载作用下Boussinesq位移解为基础，建立了地基沉降的可靠度分析模型，该模型完全可以取代基于单向压缩层的地基沉降分层总和法的概率模型。结合实例对荷载、沉降经验修正系数、土层压缩模量及土层厚度等参数的变异性对地基沉降可靠度指标的影响进行了较为全面的分析。     

均布荷载下软土地基一维非线性固结的有限差分法

针对深厚软黏土地基一维固结计算中,土体初始应力和附加应力分布形式对地基固结度存在较大影响的问题,假设土体初始应力沿深度变化、外荷载引起的附加应力随时间和深度变化、土体应力应变关系满足双曲线模型,推导了均布荷载下软土地基的一维非线性固结控制方程,并采用差分法求解,得到了地基固结度及沉降计算公式。算例分析表明,该方法计算所得地基固结度与传统解析解吻合良好,且在时间维度上分段计算可有效提高差分法计算效率;采用该方法计算地基沉降所得结果与实测数据吻合较好,且能大幅度简化固结计算过程,具有较好的工程应用价值。     

基于横观各向同性的土工格栅增强地基力学特性研究

【目的】土工格栅加筋地基在水利、建筑、交通等工程应用广泛，其竖直方向和水平方向的力学特性是值得关注的焦点。为研究不同加筋间距、层数对土工格栅加筋地基竖向和水平向承载特性的影响，【方法】通过物理模拟浅层平板载荷试验，将土工格栅加筋地基视为横观各向同性介质，结合复合材料力学理论推导出了弹性参数的求解方法，同时考虑地基横观各向同性特征计算了竖向附加应力及沉降量。【结果】结果显示：400 kPa可作为地基极限荷载值，加筋5层、7层、16层在相同沉降位置的地基承载力分别提高了26%、39.2%、63.5%;在相同挡墙高度107 cm处，加筋5层、7层、16层工况相比无加筋工况水平位移减少了59%、66%、85%。【结论】结果表明：土工格栅加固地基后对土体的变形模量、剪切模量增强作用显著，而竖向泊松比变化较不明显；加筋地基的水平、竖向变形模量分别与加筋率之间存在较好的线性关系，采用横观各向同性模型推导计算的附加应力值接近试验值，计算的沉降量与试验值误差较小。研究成果可为类似实际工程设计提供一定的理论依据。     

某海堤与水闸连接段粉砂质地基处理方式研究

海堤与水闸的地基处理方式及上部荷载差异显著,两者极易产生不均匀沉降,严重影响其自身安全及减灾效益的充分发挥,急需研究预防措施。在对浙江东部海堤和水闸进行现场调研和现状分析后,选取粉砂质地基上的典型海堤和水闸,利用数值模拟软件FLAC~(3D),计算海堤与水闸连接段采用3种不同地基处理方式后海堤、水闸及其连接段的沉降值及其沉降差。经过进一步比较和分析后发现,海堤与水闸连接段粉砂质地基处理时,水闸相连端与水闸地基处理方式相同,海堤相连端与海堤地基处理方式相同,中间段地基沿连接段长度方向从水闸地基处理方式渐变为海堤地基处理方式,可实现地基承载力和刚度的渐进变化,减小海堤与水闸之间的不均匀沉降。     

强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基处理效果

为研究强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基进行地基处理的效果,在对工程背景和地质情况分析的基础上,分析了强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基的加固机理,并利用ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ有限元软件建立简化的三维模型,对地基处理后不同荷载作用下仓储场地地坪结构层的沉降和差异沉降情况进行了计算。结果表明:强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基较单一桩型复合地基处理效果明显提高;采用强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基对软弱土层进行处理能够较好的满足单位距离差异沉降小于１ｍｍ／ｍ的工程要求;地基处理后的最大沉降和最大差异沉降与上部荷载的线性关系表达式可用于预测地基处理后的不同荷载作用下地坪结构层的沉降和差异沉降情况。     

基于混合法的加筋地基与条形基础沉降分析

采用有限元法与复合法,分析了加筋地基土体上条形基础沉降的平面应变问题.采用有限元法得到条形基础刚度矩阵,采用复合解析法,将加筋地基土体中加筋体处理为上部正交各向异性土层.利用该方法可得到条形基础的荷载—沉降变形.本方法计算程序编制简单,与文献结果比较,可验证本方法的正确性.数值计算结果表明,当加筋条层间距为L/6(L为条形基础底宽)时,条形基础中心点的沉降最小.     

高层建筑大型刚性基础沉降计算和变形观测

高层建筑如采用天然地基筏形基础,由于上部结构和地基基础共同作用,基础刚度很大,故应按大型刚性基础和采用静载试验确定的变形参数计算最终沉降量,并按压缩层深度内的持力层和下卧层物理力学综合性状来确定地基承载力。     

用荷载传播角的方法计算基础梁

采用荷载传播角来考虑地基土的扩散能力，在有效有限压缩层内计算地基沉降，并用变式床系数的差分迭代法计算基础梁。计算结果表明，在某些情况下，地基反力趋于均匀，基础梁正弯矩显著减少，而负弯矩则显著增大。     

高速铁路软土路基沉降试验研究

高速铁路无砟轨道的高平顺性对路基的工后沉降提出严格要求,在软土地基上修筑无砟轨道路基需要对地基进行有效加固。对原京沪高铁昆山路基试验段进行重新堆载预压,通过路基顶面及路基底面沉降观测,对浆喷桩、粉喷桩、塑料排水板真空预压及砂桩四种软基加固效果进行分析及工后沉降预测。得出路基本体的竖向变形较小,工后沉降主要有地基沉降引起;复合地基的加固效果要好于排水固结法;复合地基中加固效果优劣排序为砂桩、浆喷桩、粉喷桩;四种加固方法的工后沉降均满足铺设无砟轨道的要求等结论。为高速铁路路基设计及施工提供一定的借鉴作用。     

盾构隧道下穿铁路群的路基加固及沉降分析

以福州地铁二号线(上洋站—鼓山站区间)为依托工程,盾构隧道下穿段要求施工对铁路两轨造成的沉降差异应控制在5 mm以内,因此有必要通过建立三维有限元模型对盾构隧道下穿引起的铁路路基沉降进行数值分析。通过MIDAS/GTS有限元软件建立数值模型对下穿工况进行模拟,研究总结了铁路轨道走向以及隧道掘进方向地表沉降的规律。数值模拟结果表明,在对地铁下穿段范围内的土体采取注浆加固措施后,盾构隧道施工对既有铁路路基造成的不均匀沉降可以得到有效的控制;同时,计算得到的管片注浆参数及盾构机内土舱压力为相似盾构隧道下穿工程的设计、施工提供了重要的参考依据。     

郑武客专线粉质土地基沉降观测数据异常值判别及沉降预测研究

郑武客专沿线广泛分布有深厚的粉质土,客运专线对工后沉降控制非常严格,根据沉降监测数据控制填土速率,保证路堤在施工中的安全与稳定,预测工后沉降确定无渣轨道的施工期,控制工后沉降在设计允许范围之内是路堤填筑的关键。对路基沉降观测数据的可靠性、沉降数据的预处理以及沉降观测异常数据判别方法进行了系统的叙述,尝试用最小二乘支持向量机对沉降数据进行预处理;讨论了各种预测模型的特点及适用性。基于沉降资料可靠性和沉降预测方法两方面的研究,形成了粉质土地基沉降系统预测方法,并通过实例详细介绍了预测过程。预测结果显示郑武粉质土地基沉降已基本趋于稳定,运行期不会发生较大的工后沉降,郑武客专地基处理及施工方法是成功的。     

移动列车作用下大直径顶管群和路基的动力变形和应力

大直径顶管下穿重要铁路干线时,路基的承载力和动力特性必将发生改变,铁路部门要求列车运行时顶管上方竖向动位移与顶管施工前相比变化量≤5 mm。对列车驶过顶管群上方铁路的过程进行了数值模拟,给出路基瞬时竖向位移和顶管附加动应力等结果。采用三维有限元Newmark动力时程分析法和seed等效线性法模拟路基的振动软化,按照实际工程考虑6根直径4.7 m的顶管群下穿京沪铁路,计算列车速度分别为100,200 km/h。计算结果表明,在管道埋深12 m时,路基最大竖向动位移增加1.3 mm,顶管受到的附加拉(压)动应力为0.14 MPa左右,顶管群对铁路运行的影响在容许范围内。     

岩溶塌陷影响下加筋路基承载机理研究

在可能发生岩溶塌陷的地区建造路堤,可采用在路堤底部铺设土工合成材料加筋垫层的方法加固路基,防止岩溶突然坍塌造成路堤塌陷。采用PLAXIS^3D软件,运用更新网格的大变形有限元分析方法,研究加筋路基在岩溶塌陷影响下路堤和筋材位移、应力场分布规律及加筋路基的承载机理,分析了岩溶塌陷尺寸、路堤填土高度、筋材抗拉刚度和路堤填土性质对地表最大沉降和最大拉力的影响。结果表明,地表最大沉降与路堤中是否形成封闭的应力穹顶密切相关,封闭的应力穹顶高度主要受塌陷尺寸和路堤填土黏聚力影响;筋材抗拉刚度、路堤高度和路堤填土内摩擦角对封闭的应力穹顶高度影响较小;筋材横纵向最大拉力按筋材横纵向抗拉刚度比例分配,单向与双向加筋差别不大。     

复杂地形条件下填方路基稳定性分析与设计

土工格栅加筋土路基是一项重要的技术革新, 对于提高公路质量、节约工程用地、保护生态环境意义重大。以某山区高速公路土工格栅高填方路基为对象, 采用简化Bishop法和楔形体法对其稳定性进行了分析, 并选择极限抗拉强度为90 kN/m的单向HDPE土工格栅作为加筋材料, 对36 m高边坡进行加筋设计。根据最终设计方案, 简化Bishop法得出最小安全系数K为1.32, 楔形体法得出最小安全系数K为1.45, 可以看出, 在复杂地形条件下, 可采用土工格栅加筋来改善高填方路基的稳定性, 使其稳定安全系数可以满足相关标准的要求;同时, 应结合实际工程特点, 通过合理调整筋材布置来提高填方路基的可靠性。     

基于FLAC~(3D)软土路堤稳定性分析

在软土路基修筑高速公路时路堤填筑至极限高度后经常出现路堤失稳情况。结合四川省遂宁-资阳-眉山高速公路软基监测项目,采用FLAC3D强度折减分析方法对典型路段进行路堤分级加载稳定性分析,结果表明:该法能模拟路堤塑性区发展过程,塑性应变自堤趾到堤肩贯通,呈带状分布,随填土高度的增加,塑性区向路堤中间及路基深部逐渐扩大,该塑性应变带即为相应的最危险潜在滑动面,呈圆弧形,其符合均质软土地基的滑动模式;该法考虑了模型的边界约束条件、初始地应力情况、岩土体的弹塑性变形及屈服,较刚体极限平衡完善,对边坡应力变形状态的综合稳定性分析比只给定安全系数更加重要。     

局部超低温制冷治理多年冻土路基融沉的数值模拟研究

青藏铁路路基在全球升温和人为施工热扰动等不利因素的影响下会出现融沉现象,针对多年冻土地区升温引发的路基融沉问题,提出了采用超低温短时制冷进行工程抢险和维护冻土路基稳定的方法。主要分析短时超低温制冷方法在不同的布管位置(路基和坡脚地层)、布管角度(水平管和倾斜管)、管长度(5 m、7 m)和制冷时间等因素影响下路基温度场、冻土上限和融化盘的变化。研究表明:超低温制冷方法是一种高效治理融沉灾害的抢险施工工法;管长越长冻土交圈时间越短,因为超低温的制冷效率高,可以在短时间内使路基处于负温状态,显著提高承载力;路基水平管的冻结效果好,坡脚处的冻结效果差;冻土上限可以在短时间内最高提升5 m,融化盘面积大大减少甚至可以被消除;路基内最高温度可以降低2℃,路基的最大融化深度可以降低4 m。综上所述,只要施工采取适宜的布管方式就可以在短时间内使整个路基处于负温状态,同时提高路基的承载力,达到很好的工程抢险效果。研究成果对治理多年冻土地区路基病害具有参考价值。     

基于路基面不均匀变形的路堤地基差异沉降限值研究

根据路堤地基差异沉降的特性,建立了错台式和渐变式路堤地基差异沉降计算模型。运用有限元计算方法,对路堤地基差异沉降引起的路基面变形规律进行了讨论,并对有限元计算结果的可靠性进行了土工离心模型试验的验证。提出了基于路基面不均匀变形限值的地基差异沉降控制标准。分析表明：地基差异沉降限值受路堤高度、地基差异沉降渐变段长度影响;随着路堤高度的增加或地基差异沉降渐变段长度的加大,地基差异沉降限值均呈增大趋势。     

真空预压加固高速公路高填方路基

用真空预压法加固某高速公路高填方路堤软土地基的现场试验结果表明，该法加固效果明显，与堆载预压法相比，采用真空预压法的工期短、地基土强度增长快、路基沉降量小且稳定。