软土层未打穿的桩承式路堤现场实测研究

针对桩承式加筋路堤中的土拱效应问题,构建了悬链线土拱计算模型。采用平面土拱及拱下空洞假设,推导了悬链线土拱的方程表达式,给出了计算模型下土拱高度及形态的求解方法。采用该方法计算所得土拱高度、土拱形态及桩顶应力与实测结果吻合较好。路基填料内摩擦角增大时,土拱高度由0.36倍增大至0.72倍桩间净距。宽距修正系数从0.3增大至1时,土拱高度迅速由0.6倍增大至2.4倍桩间净距。不同的桩（帽）宽与桩间净距组合是引起不同学者所得土拱高度差异的内在原因。

     

桩承式路堤中的静动力土拱效应

为了从更深层次理解土拱效应的工作性状,在总结桩承式路堤土拱效应中等沉面、桩体荷载分担比等问题的基础上,比较了几种桩体荷载分担比的计算方法,阐述了动荷载在桩承式路堤中的传递机理,分析了土拱效应发挥程度对动应力的影响,最后给出桩承式路堤中动应力的计算方法。研究结果表明:等沉面与土拱高度可用临界填土高度进行归一化描述,临界填土高度与桩间净距呈线性关系;桩体荷载分担比的大小与工况有关,几种计算方法有各自的适用条件;陈云敏的计算方法与实测值拟合度较高;动荷载的传递也受土拱效应的影响,随着动荷载循环次数的增加,土拱效应存在先强化后弱化的现象。     

桩承式路堤土拱效应分析

基于自主研制的物理模型试验装置,开展了桩承式路堤桩土荷载分担特性试验。通过模拟桩土差异沉降形成过程,分析了不同填土高度下桩承式路堤应力分布变化特性,并阐明了桩土应力传递规律。研究结果表明：桩间土上方路堤自重传递至桩顶,进而导致桩间土的竖向土压力减小,桩顶土压力增加。随着桩土差异沉降增加,桩土应力比变化呈现出先快速增加、后略有减小、最后趋于稳定的变化趋势。路堤填土高度越大,最终稳定状态的桩土应力比越大。试验研究成果可为桩承式路堤工程设计提供理论支持。

     

桩承式加筋路堤的改进设计方法研究

具有深厚软土层的路堤若采用桩承加筋式复合地基,可提高地基承载力,减少路堤不均匀沉降,也可布置成疏桩,降低工程成本,在国内外得到越来越广泛的应用,但还没有可靠实用的设计计算方法,且现有的设计均忽略了桩间土的承载作用,这与工程实际有很大差别.基于三维土拱效应,改进Hewlett土拱效应算法,得到桩承式路堤的桩土荷载分担比,进而考虑加筋体影响以及桩间土承载作用,推导桩土应力比计算式,并将此式应用于路堤的设计.     

三向土工格栅加筋桩承式路堤现场测试研究

基于武汉智能汽车测试场赛道的桩承式路堤进行了2个区域的现场测试,对桩帽和桩间土的压力与沉降这2项指标进行监测,并研究三向土工格栅的加固效果。测试结果表明,随着路堤外附加荷载的增加,土拱对桩帽的荷载传递作用显著,土工格栅不仅能改善土拱效应,还能有效减小桩帽与地表之间的差异沉降。     

桩承式路堤中土拱效应的改进Hewlett算法

桩承式路堤的承载机制即路堤在路堤荷载以及外部荷载的共同作用下，路堤内部力的传递与分布情况，而土拱效应是路堤承载特性与各组成部分相互作用的综合反映，因此分析桩承式路堤的承载机制，最重要的就是研究其土拱效应。在对Hewlett的平面和空间土拱效应计算方法作必要阐述基础上，对Hewlett空间土拱效应下塑性点出现在桩顶时的边界条件作了改进，得到改进后的桩土荷载分担比计算式。并用改进后的计算方法、Hewlett的方法分析桩土荷载分担比随桩帽宽与桩心距之比、桩心距与路堤高度之比、路堤填料内摩擦角的变化规律，并进行比较分析。最后通过与实测数据和数值分析结果的对比，验证该改进算法的可靠性与可行性，可供工程设计时参考。     

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.     

桩承式路堤中加筋体工作机理研究

通过建立桩承式加筋路堤三维数值模型,对桩承式加筋路堤中的加筋体工作机理进行了分析研究,分析了路堤高度、桩间距及加筋体拉伸强度等因素对加筋体工作机理的影响规律。研究结果表明：当加筋体具有足够大的竖向位移时,桩间土承担的竖向荷载可以很大程度的减小;加筋体中的最大拉力位于桩帽边缘,且其值是相邻两桩对角线中点处加筋体中拉力的2～3倍;桩间距和拉伸强度对加筋体的承载力具有重要影响,且桩间距的影响较大。该研究成果可为桩承式加筋路堤设计提供有益的参考。     

桩承式路堤土拱效应的应力计算方法比较

在桩承式路堤土拱效应的分析中,桩土应力比是评价土拱效应的重要参数。土拱效应对分析桩承式路堤荷载传递和沉降变形有重要的影响。目前比较常用的几种土拱效应计算方法的假设条件和适用范围都存在一定的差异。Terzaghi和Low的计算方法仅适用于平面土拱中,Hewlett和Randolph和德国EBGEO 2004方法仅适用空间土拱,而英国规范（BS8006）的计算方法同时适用于平面土拱和空间土拱。讨论了常用土拱效应计算方法的基本假设差异,并结合几个工程实例分析了各种计算方法的适用性。     

考虑路堤填筑过程与地基土固结相耦合的 桩承式路堤土拱效应分析

 土拱效应分析是桩承式路堤设计时需要解决的首要问题,在总结分析已有现场测试资料及研究成果的基础上,建立能考虑路堤填筑过程与地基土固结相耦合的土拱效应计算模型。该计算模型比较完整地反映了从路堤开始填筑直到地基土固结完成整个过程中土拱效应的发展变化历程,模型计算结果与现场实测结果比较吻合。利用该计算模型对台缙高速公路工程桩承式路堤土拱效应及桩身中性点位置的变化特征进行分析,研究结果表明：(1) 在路堤填筑过程中,桩土应力比迅速增加,路堤填筑完毕直至地基土固结完成这个过程中,桩土应力比虽然有所变化,但变化的幅度不大,与路堤刚填筑完毕时的桩土应力比相比,后期桩土应力比的变化幅度不大于15%;(2) 在路堤填筑及地基土固结过程中,桩身中性点位置经历了先逐渐向下移动、尔后向上移动、再向下移动、最终趋于稳定位置的过程。该研究成果可为桩承式路堤设计提供有益的参考。     

基于Hewlett土拱模型桩承式加筋路堤桩土应力比计算

桩土应力比是桩承式加筋路堤荷载传递以及地基沉降计算的重要参数.基于Hewlett土拱模型,单独分析拱顶或拱脚土单元,假设拱顶土单元处于极限状态(拱脚土单元处于弹塑性状态),以均匀超载模拟交通荷载,推导桩土应力比计算公式;基于抛物线模型,考虑筋-土界面摩擦以及地基反力,改进张拉膜效应分析方法,推导加筋条件下桩土应力比计算...     

路堤下复合地基临界桩长探讨

分析了复合地基临界桩长的定义及研究现状，通过路堤下复合地基数值模拟，揭示了复合地基临界桩长的客观存在性质，结合宁—通一级公路K102 990断面处复合地基工程实例，通过平面有限元及半解析元数值分析方法，对临界桩长进行了一定程度的探讨。     

带桩帽桩网加固路堤的模型试验及分析比较

采用三维模型试验,考虑路堤高度、桩帽宽度、桩净间距、工后固结沉降、桩间土压缩模量、水平加筋体等影响因素,对桩网结构加固路堤的沉降变形和荷载传递规律进行系统的研究,得到一些有益的结论,并且将试验的部分结果与理论解析解进行比较,结果发现:对于三维空间土拱,BS 8006法、改进的太沙基法、Hewlett和Randolph法所计算的结果与试验结果较为吻合,并且随着桩帽尺寸的增加,它们之间的吻合程度越来越好。而改进的Guido法和Carlsson法计算的结果与试验结果差异较大。该研究成果可为桩网结构加固路堤设计提供有益的参考。     

青藏铁路片石通风试验路基沉降与普通路基裂缝解剖分析

青藏铁路清水河多年冻土试验段，平均海拔4470m，冻上年平均地温为-1．40℃～-0．46℃，冻土上限为1．5～3．5m，2001年9～11月施工。2002年10月前后，路基相继出现多条纵向裂缝。为研究试验段路基裂缝成因及片石路基沉降量较大等问题，2003年5月对DK1026＋630和DK1025＋583断面进行解剖分析，如实记录开挖路基基本情况，进行现场和室内试验，分析路基沉降和裂缝形成规律，计算路基沉降量。结果表明，路基沉降由在外荷载作用下路基本体的压密沉降和基底以下地层的压密和融化沉降两部分组成，由于两个路基断面填料压实度均匀良好，其沉降量主要来自于地层的压密变形和融沉，路基沉降量的计算值与实测值基本一致。DK1026＋630断面裂缝贯穿路基本体，为融沉裂缝，是由于路基阳侧原天然地面下泥狄岩风化物融化压缩引起路基体横向不均匀沉降造成的。由于片石有调解人为上限形态和抑制路基不均匀变形的作用，故片石路基没有产生融沉裂缝，但在竣工初期却表现出较大的沉降量。     

基于真空–堆载联合预压法的未打穿竖井地基固结分析

 在未打穿竖井情况下,用真空–堆载联合预压法来处理软土地基,既高效又经济。针对这种地基处理方法,应用Laplace 变换半解析法来进行分析。通过在竖井底面设置虚拟竖井来模拟竖井下三维渗流情况,并合理考虑真空度损失,得到真空度损失下竖井打入深度与沉降之间的关系。运用Laplace变换与逆变换,得到比较精确的解析解,并对影响竖井渗透作用的几个主要参数,如贯入度、井阻、真空度等进行对比分析,得到可供实际工程参考的竖井最优贯入度。     

软土路堤及边坡填土稳定性监控方法研究

软土路堤及边坡填筑施工时,若加载速率过快会造成路堤失稳破坏,必须进行稳定性监控。基于现场观测经验值和制作控制图两类软土路堤稳定性监控方法,结合某杂件码头后方场地软土边坡失稳破坏实例,分析了软土边坡破坏前测斜水平位移和沉降监测数据。结果表明:测斜数据是最为可靠反映边坡稳定性的监控指标,为确保边坡稳定,必须以控制水平位移速率为主,沉降速率为辅。通过研究提出了较为合理的路堤稳定性监控监测仪器布置方案。     

路堤下粉喷桩复合地基现场试验研究

针对粉喷桩复合地基性状进行了现场试验研究,包括地基的沉降、深层水平位移、孔隙水压力、桩-土应力比、桩身应变等。试验结果表明:(1)粉喷桩复合地基工后沉降能满足设计要求:(2)采用桩长渐变的方法可完成从桥台到一般路基的沉降平滑过渡;(3)地基深层水平位移小,有利于地基的稳定和减小地基对桥台基础的影响;(4)超静孔压消散慢,但孔压值不大,对沉降稳定影响不大;(5)桩-土应力比较大;(6)桩身应变与桩顶土压力具有较好的线性关系。     

桩承地基处理大面积软基的现场测试及分析

为了解桩承地基的工作机理,对深圳机场停机坪大面积桩承地基处理区域的桩顶沉降、桩间土沉降以及孔隙水压力进行现场测试,并对测试结果进行详细的分析和比较。结果表明:桩承地基能够有效地减小地基总沉降和桩土沉降差,桩土沉降差在19～25 mm;路堤填土中存在明显的土拱效应,土拱高度集中在0.83～1.04倍桩净间距,平均为0.94的桩净间距;桩土沉降差与土拱效应发挥程度密切相关,桩土沉降差是产生土拱效应的前提条件。     

成层土中粘弹性变截面桩纵向振动分析及应用

为了合理解释成层土中桩的完整性测试，建立了桩端为弹性阻尼支承、桩顶在任意荷载作用下粘弹性变截面桩与多层土共同作用的数学模型，并利用拉普拉斯变换和矩阵理论求得了该模型的振动半解析解，然后利用卷积定理和傅立叶逆变换求得瞬态半个正弦波作用下桩顶响应的振动半解析解。最后，采用数值模拟分析了桩周土层和桩身截面变化位置相同和不同两种情况下，桩周土参数的变化对桩顶速度响应的影响，同时还分析了桩身阻尼的变化对桩顶速度响应的影响。     

不同浸水时间黄河堤防土体强度特性试验研究

 土体抗剪强度参数在堤防边坡稳定性分析中是十分重要的,现行堤防设计规范没有涉及堤防土体浸水后强度特性变化情况。考虑黄河下游堤防洪水历史和堤防临水状况,进行堤身土体的固结压缩、直接快剪和不固结不排水三轴试验,特别是土样浸水后的强度特性试验,研究堤防土体浸水后强度指标的变化及其机制。试验结果表明：黄河下游堤防堤身土体浸水5 d后黏土压缩系数增大1.46倍,黏聚力最大降低72.6%;粉土压缩系数增大0.64倍,黏聚力最大降低62.8%,而2种土的内摩擦角变化较小。试验结果为黄河下游堤防标准化设计和堤坡稳定性分析提供了科学依据,并对黄河堤防的管理提出了建议。