山区斜坡软弱地基上高填方路堤变形及稳定性分析

在山区斜坡软弱地基上进行高填方路堤填筑时,高填方路堤不均匀变形和失稳破坏时有发生。基于强度折减有限元法,对斜坡软弱地基上高填方工程的变形及稳定性进行数值模拟。研究表明:在斜坡软弱地基上填筑路堤,将在路堤下坡脚处出现较大的侧向变形;挖台阶处理时,其主要功能在于提高路堤的稳定性;在路堤中部设置支挡结构效果比在路堤坡脚处设置效果要好;放缓路堤边坡及设置反压护道能较好地提高填方工程的稳定性。利用这些规律可以较为全面地认识山区斜坡软弱地基上高填方路堤的变形与稳定性,以有效地指导实际施工。     

基于强度折减法的斜坡软弱地基填方工程特性分析

在斜坡软弱地基上填筑路堤时,易出现滑塌失稳等重大工程事故。运用强度折减有限元法,研究随着路堤填筑施工的进行,斜坡软弱地基填方工程的变形与稳定性变化情况,重点比较斜坡软弱地基填方工程与水平软弱地基填方工程的特性,分析放缓路堤边坡与设置反压护道对填方工程的影响,探讨复式滑面出现的可能性。在斜坡软弱地基上填筑路堤,将在路堤下坡脚处出现较大的侧向变形;放缓路堤边坡及设置反压护道能较好地提高填方工程的稳定性;在斜坡软弱地基上填筑路堤是否出现复式滑面与斜坡软弱土层厚度有着重要关系,斜坡软弱土层厚度较厚时不会出现复式滑动,理论分析结果与室内土工离心模型试验成果相当吻合,为工程科学设计、施工直接提供可靠的理论依据。     

山区机场高填方边坡滑移过程时空监测与稳定性分析

高填方边坡稳定问题是目前岩土工程界研究的热点,也是尚未解决的一个难点。通过对某山区机场3#高填方边坡滑移变形过程进行监测,首次对这种高填方边坡变形全过程及机制进行时空综合分析;根据推测滑移面位置对滑带土强度参数进行反演分析,同时,采用有限元软件对高填方边坡原地基处理、填筑体压实度、地下水水位升降及加筋等与边坡稳定性的关系进行研究。结果包括:(1)山区高填方边坡变形以沉降为主、兼有明显水平侧向位移,时间演化的三阶段和空间裂缝发展的规律明显,属于典型的人工加载的"后推式"滑坡类型;(2)填筑土体或原地基土体中相对软弱夹层一般最先发展为滑移面,地下水位上升可显著降低滑带土黏聚力和边坡稳定系数;(3)提高填筑土体压实度、降低水位、设置土工织物均能有效提高边坡的稳定性,但原地基处理合格与否直接决定其上部高填方边坡能否稳定;(4)初步提出高填方边坡变形控制建议和稳定性评价标准,可供高填方规范编制和工程实践参考。     

加筋高填方路堤沉降和稳定性数值模拟分析

高填方加筋路堤是高速公路铁路建设中最常见的路堤结构形式，但其沉降规律和稳定性研究是一个相当复杂的工程问题。本文以河北省某高速公路高填方路堤工程为背景，依据高速公路高填方路堤的工程技术特点，借助于FLAC-3D有限差分软件建立数值模型进行模拟分析，从总变形量、竖向位移、水平位移等角度研究了高填方路堤在加筋和未加筋状况下的路堤稳定性及沉降变形。     

土工格栅加筋路堤沉降及边坡稳定性分析

利用岩土工程有限元软件分析比较了路堤在加筋和不加筋两种情况下的沉降大小、不均匀沉降的分布以及边坡稳定性安全系数计算,指出了加筋能够减小路堤的沉降量和不均匀沉降,提高整体稳定性,减少路堤的变形发展,值得推广应用。     

高填方路堤沉降特性数值模拟分析

为揭示高填方路堤的沉降变形特征,建立了典型高填方路堤的二维数值计算模型,并在模型中考虑软弱地基的影响。通过数值计算和分析,阐述了该典型高填方路堤的位移场、应力场特征,以及软基的存在对于路堤整体沉降和稳定的影响。结果表明,该数值模拟结果与高填方路堤的实际变形受力特征较为吻合,能够客观反映其受力变形特征。有限元数值模拟可在实际工程中作为高填方路堤的沉降变形计算、稳定性分析及其变形预测的重要方法。     

软土地基加筋土路堤变形及稳定性分析

软土地基加筋土路堤进行了数值模拟,分析了筋材类型和加筋方式对路堤变形及稳定性的影响。研究结果表明:在软土地基和路堤之间铺设土工格栅可以有效提高路堤稳定性;增加路堤加筋层数不如增加底层筋材力学指标对路堤稳定性的影响效果明显;在固结过程中,加筋土路堤对地基侧向位移影响深度约为2H(H为路堤高度),研究成果对软土地基加筋土路堤的设计和施工具有指导意义。     

基于强度折减的加筋软土路堤边坡稳定分析

现行的加筋路堤稳定分析方法无法真实反映土工织物垫层对软土路堤稳定性的贡献,使计算的安全系数提高很少.利用基于强度折减的边坡稳定分析方法,模拟筋材与土体的相互作用,可分析加筋软土路堤的边坡稳定性.建议取边坡无量纲位移突变时刻对应的强度折减系数作为安全系数.经过三茂铁路路堤验算,计算的安全系数与传统加筋路堤稳定分析方法相比大幅提高,并与实测结果较为符合.最后,利用本文给出方法计算复合加筋排水褥垫加固路堤的稳定性.     

加筋高路堤陡边坡离心模型的研究

通过离心模型研究了不同布筋方案的加筋高路堤陡边坡的变形性态,滑动面形状,加筋对边坡沉降的影响,得出了中间加密布筋是加筋高路堤陡边坡经济合理的布筋方案的结论,其成果对于研究加筋边坡稳定性验算及设计理论具有参考价值.     

高填方浸水路堤地震动稳定性及变形特性分析

利用Geo Studio软件系列建立了一个高填方浸水路堤二维动力耦合数值分析模型,分析了地震作用下路堤的变形性状和稳定性变化规律,以及三峡库区水位对路堤变形性状和稳定性的影响。结果表明,地震荷载作用下,土层在地震惯性力的作用下其剪切模量迅速降低,发生较大的剪切变形,最大剪切变形由坡脚软弱层、中部交界面和填筑体边坡坡顶处迅速拓展形成滑动面,稳定系数也急剧下降,且路堤的地震动最小稳定系数随着库区水位的升高而逐渐减小。高填方浸水路堤的水平位移和竖向沉降发生部位具有明显特征规律,且随着库区水位的升高而不断增加。     

高填方路堤软土地基处理技术及应用效果分析

高填方路堤的沉降量和沉降速率是评定其施工质量的重要指标,对路堤、路面的稳定性及运营安全都有着巨大的影响.本文结合贵州某高速公路工程涉及的高填方路堤,提出采用强夯置换+垫层+加筋+填土预压的方法进行地基处理,通过路堤变形和沉降监测控制路堤的填土速度,保证路堤的施工质量,为山区高速公路高填方路堤的设计与施工提供指导.     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验.在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力.试验结果表明:(1) 加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2) 加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3) 加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4) 模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致.在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5) 加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性.     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

加筋土柔性结构在深厚填方边坡治理工程中的应用

以四川省某高填方边坡项目为例,结合手算及理正岩土设计软件,对加筋土柔性结构在边坡治理及其地基处理过程中的应用进行研究。结果表明,通过边坡未加筋时设计安全系数对应的包络线能更好的确定加筋区域;采用格宾石笼处理加筋土边坡填土地基,减小了软弱下卧层的沉降量。研究数据与结果,可为类似工程提供参考和建议。     

土工格栅加筋边坡优化设计研究

基于加筋材料的拉拔试验结果和极限平衡理论,针对具体边坡工程进行了不同加筋方案的计算与分析,对比了计算模型和设计方法的适用性,给出了满足边坡稳定条件的最佳设计方案。计算结果表明:采用改进瑞典法或荷兰法的计算结果相近且较原瑞典法有明显的提高,更能体现加筋效果;地震效应和地下水对加筋结构有较大影响;水利法应用于稳定地基上加筋边坡目的性强,能获得满足稳定性条件的合理布筋量;当地下水位较高时,筋材宜通铺。双层加筋效果较单层加筋有明显提高,但并非后者的简单叠加。单层加筋时,铺设位置对于边坡稳定性的影响有限,若铺设于坡身更能减少布筋量,降低造价。对比分析还表明,无论采用何种加筋方式,加筋前后的最危险滑弧位置均会发生改变,后者会向边坡中心和地基深处发展,对于提高其稳定性有明显作用。     

斜坡软弱地基站场路堤加固方案现场试验研究

在斜坡软弱土地区填筑高路堤,需对地基进行加固处理来保证工程安全与控制变形,结合某新建铁路具体工点情况,进行了现场试验测试了地基侧向变形与竖向沉降。试验结果表明:打入桩和抗滑桩均能有效提高地基路堤稳定性、约束地基变形,且打入桩方案约束变形的效果略优于抗滑桩方案;抗滑桩加固时应防止桩间溜滑及桩后土体边坡失稳,必要时与排水固结或复合地基结合使用;打入桩与塑料排水板结合使用时,前者会影响后者的排水效果。     

软弱地基对某斜坡填方路堤稳定性影响分析

结合实际工程,利用数值模拟手段,研究软弱地基对西南地区某高速公路的影响。在分析工程变形破坏现象及变形破坏特征的基础上,对实际工程进行模型概化,探讨软弱地基对填方路堤的影响,提出对软基斜坡填方路堤施工、监测和治理的建议。     

基于ABAQUS有限元的土工格栅加筋路堤边坡稳定性研究

运用通用ABAQUS有限元程序,结合某路堤断面对路堤加筋效果进行数值模拟,研究在交通荷载下土工格栅加筋作用对路堤稳定性的影响.采用拟静力法,分析路堤在加筋、未加筋两种情况下的路堤边坡稳定性.研究表明:在简化交通荷载下,加筋不仅可提高路堤稳定安全系数,有效减少路堤侧向位移,并能极大缓解路堤边坡在超过临界状态时产生的位移突变情况,通过计算得到路堤合理加筋层间距为1m.     

高填方加筋新旧路堤现场试验与数值模拟分析

 结合山区高速公路拓宽工程,对土工格室处治高填方新旧路堤进行现场试验,分析加宽高填方路堤侧向位移、沉降及土压力变化规律,研究格室处治效果。在现场试验的基础上,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能,建立三维弹塑性模型,分析土工格室受力特点,通过对相关参数的敏感性分析,揭示高填方加宽路堤的变形规律。结果表明,采用三维薄膜单元,能较好地反映土工格室处治现场高填方新旧路堤的规律。与现场试验相比,利用数值试验不仅能得到现场的加筋效果,而且还能通过分析筋材与填料参数的变化和筋材铺设间距来研究格室处治高填方路堤的规律,从而可进一步探讨格室加筋的机制。高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下沉降主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部依次逐渐减少。土工格室所在层位起到扩散荷载、减少侧向变形和不均匀沉降的作用。填料与筋材模量愈高,加筋间距愈小,加筋效果愈好,较为合理的铺设间距为2～3 m。该研究成果对高填方路堤加筋处理和新旧路基结合部处理均有借鉴意义。     

路堤下桩–网连接方式对筋材受力变形的影响

基于现场试验,采用有限元软件PLAXIS2D建立桩承式加筋路堤数值模型,对比分析了路堤荷载下普通加筋和固网加筋时,筋材荷载传递、变形特性及筋–土界面摩擦特性。研究结果表明:对于软土地基上高填方路堤,固网加筋能更好地发挥筋材荷载传递效应;普通加筋时筋材变形曲线可用椭圆描述,筋材下表面筋–土界面应力比n约为40%,上表面n在10%～20%之间;固网加筋时,筋材下表面n约为10%,而上表面n小于10%。基于筋材变形特性及筋–土界面摩擦特性,提出了一种筋材拉力计算方法,并通过数值模拟结果对所提方法的合理性进行了验证。