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.     

桩承式路堤土拱效应三维分析

通过模型试验和有限元分析,研究桩承式路堤中填土的破坏模式。结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/（s-a）≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/（s-a）≥1.5的高路堤,破坏面为位于桩顶以上的泡状曲面,可假设为对数螺旋曲面。基于模型试验和有限元分析得到的破坏模式,建立了土拱效应的三维简化分析方法,并与有限元和文献收集得到的试验数据进行了比较。结果表明,由于采用了合适的破坏面假设,该简化方法的计算结果可靠合理。     

地震荷载作用下桩承式加筋路堤动力响应分析

桩承式加筋路堤具有工期短,成本低以及沉降变形小等优点,在工程中得到了广泛应用.为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,建立了桩承式加筋路堤的数值分析动力模型,分析了水平地震波El-Centro作用下桩承式加筋路堤的动力响应.同时,研究了路堤加速度、动剪应力和路堤动位移等动力特性,分析了CFG桩和土工格栅的内力峰值分布.最后,对土工格栅抗拉模量和桩间距进行了参数分析,研究了水平地震荷载作用下土工格栅抗拉模量和桩间距对桩承式加筋路堤动力响应特性的影响.数值分析结果表明:桩承式加筋路堤在右坡面接近坡脚处,剪切应变增量最大;增大格栅抗拉模量能增强桩承式加筋路堤的抗震性能,而且对增强竖向地震稳定性比水平向地震稳定性效果更明显.     

桩承式路堤土拱效应颗粒流分析

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递机制中的关键因素。参照前人室内模型试验,采用颗粒流软件PFC2D建立离散元（DEM ）数值模型,对桩承式路堤中的接触力分布、主应力偏转、竖向位移和侧向位移等进行深入分析。模拟中,路堤填料和桩间土采用Disk单元模拟,桩和模型箱采用Wall单元模拟,路堤DEM 模型采用分层压实法生成;路堤填料细观参数通过建立数值双轴试验进行标定,桩间土细观参数通过建立数值压缩试验进行标定。模拟结果表明：桩承式路堤中土拱由多个不同圆心的半球形拱共同组成,拱的高度约为5（ s－ a）／6;在该高度内路堤中的主应力发生明显偏转,竖向位移量和侧向位移量较大。     

桩承式加筋路堤荷载分担比计算方法

针对桩承式加筋路堤作用机理复杂的问题,分析路堤填土-筋材-桩-桩间土在路堤荷载作用下的荷载传递机理.根据位移、应力连续条件,将路堤填土和加固区作为统一的整体考虑.将一定厚度水平向的加筋垫层视为具有刚度的薄板,考虑土工格栅的加筋作用,采用大挠度薄板理论计算筋材的挠曲变形.考虑路堤填土的土拱效应和路基桩土相互作用,推导在桩体打穿和未打穿软土层2种情况下桩承式加筋路堤荷载分担比的求解方法.采用相关文献中的模型试验结果对提出的计算方法进行验证.结果表明,采用该方法计算出的桩土应力比与实测结果比较接近,可为工程实践提供设计理论参考.     

桩承式路堤中平面土拱效应室内模型试验研究

介绍了平面土拱效应室内模型试验的试验装置与试验方法,对比分析了桩承式路堤中填土的竖向应力分布与Terzaghi理论方法以及HewlettRandolph理论方法中的分布规律,并对HewlettRandolph理论方法进行了修正。研究结果表明:路堤高度h与桩间距s比值对土拱效应产生具有重要影响,当h/s0.67时,没有土拱效应;当0.67h/s1.33时,土拱效应部分产生;当h/s≥1.33时,土拱效应完全产生,且此时路堤填土的竖向应力分布与HewlettRandolph方法的分布规律相同;与HewlettRandolph方法相比,修正的HewlettRandolph方法与模型试验结果更接近。试验同时分析了路堤高度的变化对桩土应力比的影响,试验结果表明:随着路堤高度的增加,桩土应力比逐渐增大,但是增大的速率随着路堤高度的增加而减小。     

基于Hewlett方法的桩承式加筋路堤桩土应力比改进

文中改进了拉膜效应对计算桩承式加筋路堤桩土应力比产生的影响,提出了新的计算方法。主要通过桩间加筋体的微分段静力平衡,然后,根据加筋体下的地基反力符合Winkler弹性地基模型的假定,耦合拉膜效应和加筋体上覆路堤的土拱效应可求得桩土差异沉降量以及网下桩土应力比。此外文中还分析了多种相关因素对桩土应力比的影响,也通过实例分析证明了该方法的可行性。结果表明：网下桩土应力比随土工格栅抗拉强度和填土高度的增加而增加,随桩间距的增加而减小,网上桩土应力比则反之;布桩形式不同,桩土应力比将随之改变,梅花形布桩时桩土应力比最大。该计算方法得到的桩土应力比计算值与实测值更加接近。     

桩承式加筋路堤中土工格栅加筋效应的室内试验研究

基于室内模型槽试验,开展了考虑土工格栅的桩承式路堤变形和填土应力分布规律研究,重点研究了土工格栅抗拉强度和土工格栅层数对软土竖向位移、填土竖向应力分布和桩土应力比的影响。研究结果表明:软土竖向位移随土工格栅抗拉强度和土工格栅层数增加而减小;不同层数土工格栅作用下填土竖向应力随路堤高度的分布规律差异较大。综合考虑桩承式路堤软土变形和填土荷载向桩顶转移程度,了解研究工况下土工格栅的作用效果,可为现场路堤工程中如何选用合适土工格栅抗拉强度和层数提供依据。     

基于Terzaghi方法的桩承式路堤中土拱效应算法改进

在桩承式路堤土拱效应分析中,考虑路堤填土实际处在极限主动平衡状态与静止平衡状态之间的工作状态,基于对Terzaghi土拱效应模型的改进,得到了桩土应力比和等沉降面高度计算式,其中取静止土压力系数和主动土压力系数之和的一半作为模型中土体的侧向土压力系数。研究结果表明：改进的桩土应力比理论计算值总体上与实测值非常接近,说明了该模型具有一定的合理性。     

桩承式路堤中土拱效应演变规律宏细观研究

基于桩承式路堤平面土拱效应研究的室内模型试验,采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型,通过与试验结果对比验证了该数值分析模型的正确性。首先,基于路堤自重应力荷载作用下的颗粒流数值模拟结果,验证了平面土拱效应内拱与外拱高度理论计算公式的正确性。然后从路堤中竖向应力的分布规律、应力缩减比的变化规律以及路堤中接触力的分布规律三个角度分析了路堤表面外加荷载作用下桩承式路堤中土拱效应的演变规律。研究发现：当路堤表面外加荷载由10 kPa增大至40 kPa时,桩承式路堤中的土拱效应发挥稳定;当路堤表面外加荷载由40 kPa增大至100 kPa时,桩承式路堤中的土拱结构发生了退化并有新的土拱结构形成,在宏观上表现为软土承担竖向荷载的分担比呈现增大的趋势。     

三维地质建模及其在水利水电工程中的应用

三维地质建模软件是计算机技术在地质中应用的重点和发展方向,它将大量地质资料和地质人员分析判断结果抽象为可视化的地质模型,使复杂的空间关系可视化,通过对模型的旋转,从不同的角度观看模型,形象直观,它充分利用计算机管理和分析的手段,将数据的输入、规模指数的计算、模型测算、成果输出综合为一个数据流,实现了全数字化信息处理,为快速、有效、准确地进行水利水电工程提供良好的现代化工具。本文以GeoEngine软件为建模工具,介绍了三维地质建模的过程以及模型的可视化方法。     

固化吹填泥砂混合物的力学性能与微观结构分析

中国沿海地区吹填造地过程中产生大量低成本的淤泥和吹填砂.同时,此类地区建设公路中却需要大量高成本水泥稳定碎石等建筑材料.针对此类问题,本文采用不同类型的固化剂固化淤泥和吹填砂混合物替代传统公路修筑材料,研究了固化后泥砂混合物的无侧限抗压强度及其微观结构.结果表明:相对于水泥固化剂,本项目研发的固化剂可大幅度提高固化泥砂混合物的强度;其机理是新型固化剂可形成更多的胶凝和膨胀性产物,其中有机化合物可通过聚合反应形成有机分子链,包裹泥砂混合物颗粒,密实土体结构.     

三维矿业工程软件优化挖填土石方的方法

针对传统土石方挖填方法存在操作复杂、工期长、投资高的问题,提出在地形、地貌、岩石类型、地下障碍、原始标高、设计标高和工程地质影响因素下利用三维矿业工程软件(3DMine)优化挖填土石方的4种方法:三角网法、网格法、断面法、区域土方平衡法.通过在工程场地的特定面上设计出两个需要挖填的相交面1.3dm、2.3dm,生成这两个面之间的闭合交线3ds,建立面1.3dm和2.3dm的三维模型,让其三维可视化,分别用三角网法中线分布结构和密度原理,网格法中微积分原理,断面法中条形地带和沿线原理,区域土方平衡法中扩展边坡角和平均松散原理来切割,模拟出挖填土石方三维详细模型,并对挖填土石方进行优化,提高了计算精度,使施工操作简单、工期缩短、投资降低.     

基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确实体造型

提出了基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确齿面的实体造型方法。通过分析锥齿轮的加工方法和齿轮啮合理论,建立了螺旋锥齿轮齿面数学模型。根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了螺旋锥齿轮的精确实体造型,采用了齿面偏差法对生成实体模型精度进行了评估。研究结果对于螺旋锥齿轮数字化设计和制造具有重要意义。     

中山港地区软土物理力学指标统计分析

以中山港地区软土为主要研究对象,将现场收集、室内实验和原位测试得到的一系列的物理、力学指标进行了统计分析,并将统计结果与南沙和整个珠三角地区的软土进行了对比分析.分析结果表明：虽然该地区软土的含水率、孔隙比、压缩系数的变化范围均要低于其他两处,但其本身的抗剪强度低,力学特性仍较差.通过建立各项指标间的线性和非线性回归方程,研究其相关性程度,得知其孔隙比、含水率、干密度间的相关性最佳.通过分析中山港地区不同区域软土的含水率、孔隙比、压缩系数、黏聚力4项土性指标沿深度的变化规律,揭示了其区域性差异特性.研究结果可供该地区工程建设参考.