交通荷载作用下桩承式加筋路堤性能分析

为了研究交通荷载作用下桩承式加筋路堤的性能,采用FLAC3D软件建立桩承式加筋路堤的三维动力流固耦合分析模型,对比分析桩间距、路堤高度、格栅模量、桩体模量等对路面沉降及路基中孔隙水压力的影响。结果表明:随着格栅模量、桩体模量的增加或桩间距、路堤高度的逐渐减小,桩承式加筋路堤路面的工后沉降逐渐增大;随着桩间距、路堤高度、格栅模量的增加或桩体模量的逐渐减小,路基中累积的超孔隙水压力最大值逐渐减小。     

交通荷载下低路堤高速公路路基沉降计算

根据Chai和Miura(2002)提出的考虑软土初始静偏应力影响的塑性累积变形计算模型,采用淮安填土的静态和动态力学参数,对金－马高速公路低路堤路基在交通荷载下的累积沉降进行了计算分析。计算结果表明: 累低路堤路基累积沉降随时间先急剧增大,然后逐渐变缓;随着车流量增加,路基累积沉降增加,车流量超过2 000辆/天,路基累积沉降增加速度加快;车载越大,累积沉降增大速度越快,车载超过30 t,累积沉降增加速度加快;随着路堤高度减小,地基累积沉降快速增加很快,路堤高度小于3 m的路基沉降增加更加快;随着地下水埋深增加,路基累积沉降减小,地下水的季节性变化导致路基累积沉降季节性变化。重交通和超载车辆对路基累积沉降影响显著。     

高速公路低路堤路基服役状态风险评估

高速公路低路堤受到路基高度的限制,容易产生工后沉降过大或不均匀沉降等问题。路基设计和养护规范中均未针对低路堤设计进行统一规定,导致低路堤在建设期、运营期存在影响工程正常使用的问题。借鉴地质灾害风险评估理论,分析干湿循环、交通荷载等影响因素,考虑养护维修对各因素进行修正,提出了低路堤路基服役状态评估方法。该方法运用模糊综合评价法和物元分析方法分析建设期结构质量易损性、运营期路基危险性及养护维修修正值,得出低路堤路基综合风险度。将该方法运用于浙北低路堤段工程实例,得到的综合风险度为低度,服役状态风险程度与现场调查结果基本一致,说明了该评估方法的可行性。     

高速公路软土地基的沉降试验探讨

基于交通荷载的作用下利用室内模型试验研究了软土路基的沉降问题,模拟了低路堤公路受到交通荷载作用后的实际受力状态,并研究其变形与孔压变化特征,得出了有参考意义的结论。     

基于分段荷载传递法的桩网路堤结构荷载效应整体分析模型

为了系统分析桩网支撑路堤结构的荷载传递效应,首先基于单元分析模型和Marston埋管理论,考虑到路基荷载应力重分布时竖向应力水平和界面剪切强度发挥的影响,采用分段平衡控制方程结合边界位移协调的方法,建立了路基荷载传递分析的分段解析模型;在此基础上,考虑垫层加筋的张拉膜效应影响,结合复合地基桩土相互作用的简化分段分析,根据应力、位移连续性条件,建立路基–加筋(网)垫层–刚性桩复合地基联合作用的桩网支撑路堤结构荷载效应整体计算模型并给出求解方法,明确了桩、土间的荷载分担。通过与工程实测结果的对比,验证了该计算模型的可靠性,并算例分析了路基模型界面剪切强度发挥、筋材兜提效应和垫层材料性能等因素的影响规律,可为桩网支撑路堤结构荷载传递机制的研究提供参考。     

预压加固软土路基沉降补方系数研究

通过对软土路基在预压荷载作用下产生的附加压力的非线性计算与分析,提出在计算软土路基工程补方量时,应结合地基的路堤断面尺寸与填土荷载大小(即填土高度)等因素综合分析考虑,以得出预压加固软土地基的沉降补方系数。     

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.     

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。     

路堤荷载下双向增强体复合地基受力机理分析

针对双向增强体加固软土路基的作用特点,分析了筋材—桩—桩间土在路堤荷载作用下荷载传递机理。根据位移和应力连续条件,将路堤填土和加固区作为统一的整体考虑,并将一定厚度水平向加筋垫层视为具有一定刚度的薄板,基于大挠度薄板理论模拟筋材的挠曲变形,同时考虑了路堤土拱效应和路基桩土相互作用,建立了路堤荷载作用下双向增强体复合地基受力模型和桩土应力比的有限差分解法。采用相关文献中的工程试验结果对本文的计算方法进行了验证,与其他计算结果进行比较分析,并综合分析了筋材抗拉模量、桩土差异沉降、桩净间距和路堤填土高度对桩土应力比的影响。结果表明采用本文方法计算出的桩土应力比更接近实测结果,说明该计算方法是合理的,可为工程实践提供理论参考。     

拓宽工程软基差异沉降影响因素及其敏感性分析

基于有限元方法,本文研究了拓宽工程软基差异沉降的诸多影响因素。分析表明,填土重度、软基特性、软土厚度、新旧路基处理方式影响最为显著,拓宽路堤尺寸、交通荷载等因素次之,而路堤拓宽方式、填土压缩模量、软基泊松比等参数则影响甚微。     

软土地基上路基加宽的有限元分析

通过有限元方法,分析了加宽荷载作用下软土地基的变形特性,结果表明,新路堤使用轻质土填筑,能有效地减小路基的附加沉降量及新老路堤下路基的差异沉降,降低差异沉降的坡度。     

CFG桩复合地基施工过程监测与数值分析

结合高速铁路某试验段工程,开展CFG桩+垫层处理地基试验。实测复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度的变化规律;利用FLAC-3D建立路堤荷载下CFG桩复合地基三维参数化数值计算模型,将现场实测数据与数值计算结果进行对比,分析研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究。     

高速公路路堤高度的考虑

从高速公路对路基的基本要求入手,分析了高速公路路堤高度研究现状及其影响因素,并分别对比分析了高路堤和低路堤的优劣,建议适当降低路基高度并加强低路堤相关研究和工程实践。     

桩网结构路基应力传递特性及累积沉降规律

桩网结构路基由于诸多优点而成为高速公路、高速铁路广泛采用的一种路基形式。通过足尺物理模型试验研究了动、静荷载作用下的应力传递特性以及长期列车荷载作用下的路基累积沉降规律。试验表明,路堤内部的静应力先随路堤深度衰减,到达土拱区域后,桩顶上方土体的应力并没有衰减,反而随路堤深度递增,即产生明显的土拱效应。列车动荷载作用下,土拱效应仍可以发挥作用,动应力沿深度的分布模式与静载作用下类似。该种形式的桩网结构路基在40k Pa静载作用下,变形小于1mm,荷载20k Pa时,路基弹性变形小于0.4mm。该种路基在列车循环荷载作用下的累积沉降在毫米级别,并在列车运营的1~2年内完成。     

包边填砂路堤结构运营动力分析

包边填砂路堤结构在交通荷载下的动力特性将直接影响到高速公路运营过程中的路面结构及其路堤变形形态,采用FEM建模方法,计算交通荷载作用下填砂路堤动力反应性态,以及振动影响下的变形特性。     

循环荷载作用下掺土煤矸石力学性状试验研究

为分析煤矸石中掺土作为高速公路路堤填料的可行性,通过掺土煤矸石的动三轴试验,对掺土煤矸石在循环荷载作用下的动力特性进行试验研究.研究结果表明:在煤矸石中掺入适当比例的黏土,其强度均有不同程度的提高,其中以煤矸石与土的干质量为3∶1～4∶1时效果较为明显;掺土煤矸石的动应力-应变骨干曲线可采用双曲线拟合,得出4种试验煤矸石样的等效非线性动力本构H-D模型参数.试验结果可用于分析煤矸石路堤在交通荷载作用下的稳定性及变形性状.采用掺土煤矸石作为路基填料,其力学性能完全满足高速公路的设计要求.     

桩承式加筋路堤中土拱形态及荷载传递机理的数值分析

通过建立平面应变条件下桩承式加筋路堤土拱形态分析的弹塑性有限元模型,对桩承式加筋路堤中的土拱形态进行有限元数值模拟,并分析加筋对桩帽-土荷载分担特性的影响。计算结果表明:平面应变条件下桩承式加筋路堤中的土拱形态为半椭圆,土拱高度小于无筋桩承式路堤。土拱高度随路堤高度的增大先增高后稳定不变。加筋刚度对土拱高度的影响较小。加筋将桩间土承担的路堤荷载向桩帽上转移。由加筋传递到桩帽上的竖向应力随桩间距和加筋刚度的增大而增大,随桩帽宽度的增大而减小。     

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.     

路堤下软土地基承载力的计算研究

荷载分布为梯形、软土地基因固结强度会提高是路堤下软土地基承载力的主要特征。基于这种特点, 推导了能考虑软土固结影响的地基承载力计算公式, 研究了其计算方法, 并用软土地基上路基填筑实例进行了对比分析, 计算结果与工程试验结果吻合良好, 为计算路堤下软土地基承载力及其增长、推算各阶段路堤填筑安全高度提供了一种有效方法。     

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。