含土洞、溶洞的机场滑行道路基稳定性评估

某新建机场滑行道路基中存在土洞和溶洞，且路基上部土层承载力低。为了评估该滑行道路基稳定性，采用地层结构模型，按弹塑性有限元理论分析未加固和加固路基在飞机重力荷载作用下的力学响应，计算结果显示：(1)在飞机动载作用下，未加固路基表层土和上部土洞、溶洞产生较大的塑性变形，洞周岩土体出现塑性屈服，整个路基处于不稳定状态：(2)对路基表层土进行注浆加固，或同时对路基表层土、土洞、溶洞注浆加固，路基面和土洞、溶洞周边位移减少，路基中产生的塑性屈服区也大大减小，但路基表层土中仍存在塑性屈服区，路基面竖向变形仍较大，建议对滑行道路基采用其他加固措施。     

抗土洞塌陷的低填方加筋路基荷载传递机制及设计方法

低填方加筋路基对地基承载力要求较低,同时利用水平加筋法跨越尺寸较小的土洞能有效预防路堤出现突发式局部沉陷,提高路堤抗工后沉降和失稳的安全系数,正被逐步应用于岩溶土洞地区道路工程;但其作用机理复杂,现存设计方法大都偏于保守,考虑抗土洞塌陷的低填方加筋路基荷载传递机制的设计方法亟待提出。通过揭示受土洞塌陷影响的低填方加筋路基荷载传递机制,推导了考虑路基差异沉降引起土体应力偏转的竖向应力计算方法,假定塌陷区上方加筋体作用抛物线荷载,从而明晰了加筋体应力-应变状态;应对岩溶区不同形态的土洞塌陷,同时考虑设计需要满足的正常使用极限状态与承载能力极限状态,提出了抗土洞塌陷的低填方加筋路基加筋体及路堤填方高度设计方法,通过与现有设计方法的对比进行了合理性及准确性验证,可为空洞上方低填方加筋路基设计提供参考。     

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。     

粉土路基边坡稳定性机理分析

通过数值仿真分析,对最不利含水量条件下,不同压实系数、路基高度、路肩宽度、边坡附加荷载大小的粉土路基边坡稳定性进行了分析,得到了边坡稳定性与上述设计参数的关系和路基稳定性的临界条件,可为粉土路基边坡稳定性评价提供指导。     

膨胀土对路基的危害及处理方法

介绍了膨胀土的成分、分布范围、特征及辨别方法，针对膨胀土对路基的危害性，阐述了膨胀土路基的处理措施，从而避免公路的早期破坏，保证行车安全。     

平原地区公路路基的合理填土高度

通过对平原地区公路路基最小填土高度、不同等级道路要求路基填土高度、经济和景观协调及行车安全对路基填土高度的影响分析,提出了确定平原地区公路路基合理填上高度的方法,以完善平原地区公路路基设计。     

建筑物下土洞分布与塌陷松动范围的探测试验研究

本文通过实例介绍了覆盖型岩溶区建筑物下隐伏土洞的探测原理与方法。采用在建筑物周边布置浅层地震测线，初步了解沿基岩面的岩溶发育以及土洞的分布状况，然后在建筑物内利用静力触探方法对地震探测结果进行验证，从而可以较精确地确定隐伏土洞的形态、分布、土洞内充填及塌陷松动范围与程度。     

多年冻土地区路基临界高度研究

根据青藏公路的路况调查结果和大量的计算结果 ,对冻土路基中的温度分布和变形特点进行分析 ,将临界高度的概念拓宽为保证路基处于安全状态的填土高度 ,提出了冻土路基的临界高度应有下和上两个值 ,并得到了确定砂砾路面路基和沥青路面路基 ,下临界高度和上临界高度的计算方法。计算结果发现 ,由于融土核的发育状况与路基高度关系密切 ,增加路基高度并不能使上限上升 ,计算还发现 ,采用低吸热性的面层材料以及分期铺筑沥青路面面层 ,对多年冻土地区道路的安全是大有好处的     

杭新景高速公路岩溶路基土洞注浆处理施工探讨

在杭新景高速公路中遇到的岩溶路基土洞采用了注浆法进行处理,本文对注浆法的施工工艺、成孔技术和施工过程中的注意事项进行了总结。注浆法在为预防路基塌陷失稳,保证路基的稳定性和安全性方面,取得了预期的效果。     

上覆硬壳层深厚软基气泡混合轻质土填筑技术概述

结合气泡混合轻质土路基加宽加高工程实例,介绍了上覆硬壳层软基气泡混合轻质土技术的特点及设计施工方法。通过模拟硬壳层、软土的非线性变形以及固结变形特性,研究了气泡混合轻质土的填筑高度、软基厚度等因素对路基沉降及固结度的影响,并用实例验证了其在路基填筑中应力均匀扩散、沉降小的技术优点。     

Field study on swelling-shrinkage response of an expansive soil foundation under high-speed railway embankment loads

This paper presents a comprehensive field investigation of the swelling-shrinkage behavior of an expansive soil ground under high-speed railway embankment loads. In this study, a test site close to the Kunming-Nanning high-speed railway (KNHR) was chosen for the construction of four full-scale field test facilities for artificially soaking the expansive soil ground. Three of the facilities consist of embankments of three different heights, while the fourth facility is for a series of plate load swelling tests. All the test embankments were fully instrumented to monitor the ground deformation and the changes in volumetric water content profiles of the foundations. The full-scale field tests were complemented by a detailed site investigation comprised of cone penetration tests (CPTs), standard penetration tests (SPTs) and a comprehensive laboratory characterization of intact expansive soil samples retrieved from the test site. The results obtained from the laboratory and field tests show that the swelling behavior of the expansive soil ground mainly depends on the embankment load. By properly designing the embankment height and considering the maximum swelling pressure the expansive ground could induce, the heave of the embankment could be controlled efficiently. The measured displacements at the ground surface are well correlated with the evolution of measured volumetric water contents within a ground depth of around 4.5?m. The majority of these displacements occurred when the ground was approaching saturation along both wetting and drying paths. Finally, a simple method based on one-dimensional test results was proposed, and a good performance was shown in predicting the heave or settlement of embankments over an expansive soil ground upon wetting and drying.     

成层软土地基上土堤填筑稳定性的塑性极限分析

针对成层软土地基上土堤填筑的稳定性分析问题,考虑地基土体的不排水抗剪强度既随土层变化又随深度任意线性变化,根据工程实践中揭示的堤基深层破坏模式,基于塑性极限分析的上限理论,构建满足运动许可的对数螺旋线与圆弧组合的转动破坏机制,建立了便于快速评估成层软土地基上土堤填筑稳定性的临界高度、无量纲化的稳定数、稳定图、最小安全系数和临界滑动面的分析计算方法,并将计算结果与2个土堤失稳现场试验工程案例的实测结果进行了对比。结果表明,采用本文方法计算得到的土堤最小安全系数接近于土堤失稳时的最小安全系数的理论值1.0,计算确定的临界滑动面也与实测的临界滑动面比较接近,从而验证了本文方法的适用性。     

多年冻土区黑色沥青路面公路路基吸热特征

为了研究冻土路基的吸热特征,对青藏高原多年冻土区的黑色沥青路面公路工程进行了现场试验监测。利用监测的地温数据,基于热传导理论计算分析了冻土路基的热量收支特征,并通过数值模拟研究了路基高度与宽度对热量收支的影响。研究结果表明:(1)路基的填筑会造成地基热量收支幅度减小,净吸热量较同深度的天然地层明显增大;(2)路基在当年10~12月以及翌年1~2月放热,在当年3~9月吸热,总体而言在一个完整的冻结融化周期内(一年)路基的累计吸热量大于累计放热量,净吸热量约为42.6 MJ/m²·a,路基的净吸热量在冻土上限以上的地层及路基填土中耗散约50%,以下占50%;(3)在路基高度一定的情况下,随着路基宽度的增大,地基的净吸热量也逐渐增大,但增加的幅度逐渐减小;(4)在路基宽度一定的情况下,随着路基高度的增大,地基的净吸热量逐渐减小。     

Field testing of geosynthetic-reinforced and column-supported earth platforms constructed on soft soil

This paper is focused on the behavior of geosynthetic-reinforced and column-supported (GRCS) earth platforms in soft soil. By analyzing the data of a 15-month long field monitoring project, the bearing behavior and effectiveness of GRCS earth platforms are discussed in detail. It can be found that the soil arching is generated when the filling reaches a certain height. The measured pressure acting on the soil in the center of four piles was smaller than that acting on the soil between two piles. The elongation and the tension of the geogrid located in the soil between piles are both larger than the corresponding values on the pile top. The skin friction of piles is relatively small in the soil layer with low strength and the load transfer of the axial force in those layers is significant; meanwhile, the opposite situation occurs in the soil layer with high strength. The pore water pressure at shallow locations increases slightly with the filling height and is greatly affected by the increasing filling load. The layered settlement is directly proportional to the filling height, and the corresponding amount is relevant to the locations and the properties of specific soil layers. Additionally, the lateral displacement of the embankment increases with greater loading and decreases with increased depth. These suggest that the use of GRCS system can reduce lateral displacements and enhance the stability of an embankment significantly.     

开放和封闭条件下块石结构路基下部土体降温效果差异

块石结构路基以其独特的冷却路基作用，正在发挥着良好的降低多年冻土温度作用。但块石结构层被风沙或积雪堵塞后，路基下部多年冻土降温效果变化一直是人们极为关注的问题。为此，开展了开放和封闭条件下块石结构路基下部多年冻土降温效果差异的现场试验研究，对比分析开放和封闭条件下路基下部土体温度的变化特征。试验结果表明，开放状态下块石路基具有较强的强迫对流效应，封闭状态下块石路基强迫对流效应较弱，这一差异导致了开放条件下，块石结构路基下部土体降温效果比封闭条件下要好得多。从路基下部0．5～1．0m深部土体温度来看，二者间夏季差别不大，冬季最低温度要相差5℃左右。从块石路基下部土体降温的影响深度来看，开放条件下土体降温的影响深度可达6．0～10．0m，封闭条件下土体降温影响深度仅为1．5～3．0m。     

桩承式路堤中土拱形态与成拱过程中土拱效应研究

建立了平面应变条件下模拟土拱形成过程的弹塑性有限元模型。研究了桩承式路堤中的土拱形态,分析了影响土拱高度的主要因素和土拱形成过程中桩帽与桩帽间地基土之间的荷载分担特性。研究表明：平面应变条件下土拱的形态为半椭圆,填土内摩擦角和凝聚力的变化对土拱高度的影响较小。土拱高度随桩帽净距的增加先增大后逐渐减小,随路堤高度的增加先线性增加后稳定不变。完整土拱形成时土拱效应发挥程度最大,桩帽间地基土承担的路堤荷载不再向桩帽上转移。     

筒桩桩承式加筋路堤现场试验研究

为了进一步明确筒桩桩承式加筋路堤的工作机制,在广州绕城高速公路九江—小塘段进行现场试验。试验结果证明,筒桩单桩竖向承载力大,均以刺入方式破坏,并且筒桩单桩复合地基承载力大,沉降小。筒桩桩承式加筋路堤荷载传递机制主要受"土拱效应"和"拉膜效应"控制,桩土应力比随路堤荷载以及桩顶与桩间土之间沉降差的变化而变化。路堤荷载下筒桩复合地基,总沉降小,桩帽上和桩间土上的土体存在沉降差,沉降差的发展可以反映土拱效应的发挥程度。另外,路堤荷载在地基土中产生的超孔隙水压力很小,且随深度迅速减小,地下6.0m处超孔压已接近0。路堤侧向变形小且随深度迅速减小,最大侧向变形发生在地下3.0～4.5m处。     

桩承式加筋路堤土拱效应试验研究

桩承式加筋路堤中存在土拱效应,它影响着路堤的荷载传递和沉降变形性状,桩土应力比是反应土拱效应的重要参数。本文通过模型试验,研究了桩土相对位移、路堤高度、桩梁净间距、桩梁宽度及水平加筋体等因素对桩土应力比及路堤沉降的影响。结果表明:①桩土应力比随桩土相对位移的发展而变化,存在上限值和下限值;②路堤高度与桩梁净间距之比越大,桩土应力比越大;桩梁宽度与桩梁净间距之比越大,桩土应力比也越大;③使用水平加筋体能提高桩土应力比,提高的幅度与水平加筋体拉伸强度有关;④当路堤高度与桩梁净间距之比小于1.4时,无论是否使用水平加筋体,路堤顶面均会出现明显的差异沉降;当路堤高度与桩梁净间距之比大于1.6时,路堤顶面不会出现明显的差异沉降。该研究成果可为桩承式加筋路堤设计提供有益的参考。     

塑料套管混凝土桩加固公路软土地基现场试验研究

根据某一高速公路塑料套管混凝土桩加固软土地基工程实例,对桩土应力、地表沉降、横向位移、不同深度孔隙水压力进行观测,讨论了塑料套管混凝土桩桩承式路堤的工作机理。结果表明：塑料套管桩加筋路堤的临界高度约为1.26倍桩净距,观测期末,荷载分担比接近89%;桩帽和桩间土最大差异沉降为30 mm左右,且应力集中比随着差异沉降的增大而线性增大;路堤堤脚附近不同深处横向位移随着路堤填筑高度的增加而增加,施工结束时,地表以下2.5 m处横向位移最大,为12.86 mm;横向位移-沉降比和横向位移增加率随着路堤填筑高度的增加逐步减小并趋于稳定,塑料套管混凝土桩加筋路堤系统能够有效防止路堤横向位移的发展和改善路堤的整体稳定性。     

A case study of geotextile-reinforced embankment on soft ground

Full-scale test embankments, with and without geotextile reinforcement, were constructed on soft Bangkok clay. The performances of these embankments are evaluated and compared with each other on the basis of field measurements and FEM analysis. The analyses of failure mechanisms and the investigations on the embankment stability using undrained conditions were also done to determine the critical embankment height and the corresponding geotextile strain. The high-strength geotextile can reduce the plastic deformation in the underlying foundation soil, increase the collapse height of the embankment on soft ground, and produce a two-step failure mechanism. In this case study, the critical strain in the geotextile corresponding to the primary failure of foundation soils may be taken as 2.5–3% irrespective of the geotextile reinforcement stiffness.