邢文书[1]2003年在《涵洞作用影响下的分层填筑高路堤的自身沉降规律研究》文中认为高路堤下埋设涵洞是山区公路建设的一种较为普遍的现象，高路堤自身压缩较大，不可忽视，涵洞顶部土压力的大小又受很多因素的影响，包括填土高度，涵洞截面尺寸，沟谷底部宽度，沟壁坡角，填筑体性状，施工工序与工艺等。堤顶沉降过大，轻者破坏路面，重者路堤失稳，涵洞顶部土压力是涵洞结构设计的控制指标，计算过大导致经济浪费，过小导致涵洞开裂，影响其使用寿命。目前，两者均没有统一的计算公式，因此这是一个迫切需要解决的技术问题。 本文针对实际工程中高路堤分层填筑的特点，利用先进的试验设备-土工离心机和数值计算工具-快速拉各朗日差分法程序FLAC，对高填方路堤沉降的分布特点及各种因素对涵洞顶部土压力的影响问题进行了一系列的理论研究和实验研究，并编制了相应的计算软件，取得了如下一些主要成果。 1 利用一些基本假定，根据太沙基一维固结理论和分层总和法的基本原理，推导出来计算分层填筑体自身沉降的公式，并编制了程序； 2 建立了分层填筑高填方路堤问题的有限差分模型，并对分层填筑的施工顺序、施工速度，界面单元进行了数值模拟，获得了位移场和应力场的数值解。通过对数值解的讨论，得到填土高度，涵洞截面尺寸，沟谷底部宽度，沟壁坡角，填筑体性状，施工速度，地下水对竖向位移场及涵洞顶部土压力的影响情况； 3 通过离心机的模拟试验，验证了数值计算对高路堤的计算结果的可靠性； 4 在数值模拟和室内离心机模型试验的基础上，提出了高填方涵洞顶部土压力简化计算方法。 本文通过理论，试验和数值计算的研究，为高路堤的设计和施工提供了理论依据，因而本文的研究具有广泛的工程适用价值。
贾颖[2]2016年在《贵州省山区高速公路高填方路基变形规律及设计标准研究》文中指出课题依托于贵州省交通运输厅科技项目《贵州省山区高速公路高填方路基变形规律及设计标准研究》,针对贵州省山区高速公路土石混填高填方路基工程,调研贵州省土石混填高填方路基使用现状的基础上,选择贵州白黔线土石混合料进行室内试验,分析各强度指标与含石量之间的相关关系。针对贵州省典型土石混合料对不同高度、不同土石比、不同压实度情况下的土石混合料进行大型土工离心试验和Abaqus有限元建模分析,研究不同情况下的路基沉降规律。本文主要研究成果如下:贵州省高速公路大部分路段的路基填料为典型的变质岩石灰岩高填方填料路基填料。本文将土石混合料中的石按照强度低易风化类、强度及抗风化能力中等类、强度高抗风化能力强类等分类,并根据含石量来提出不同的施工工艺和质量控制指标。土石混合料的含石量与无侧限抗压强度、加州承载比(CBR)、回弹模量与含石量都呈正比关系。土石混合料的无侧限抗压强度介于26~59.8Mpa之间;加州承载比(CBR值)介于14.2~50.6之间;泡水膨胀量介于0.01~0.2%之间;回弹模量介于25.8~62Mpa之间。通过室内离心模型试验和数值模拟,得到路基的沉降与模型的高度成正比。离心试验模型土石比为30:70情况下,模型稳定,没有出现滑坡或拥包现象,说明土石混合料性能较好。路基的沉降与模型的高度成正比,最大变化率出现在路基高度1/3~2/3处。在含石含量多的情况下高填方路基的沉降与压实度密切相关,路基中下部受上部土体压力大沉降明显增大,路基顶面沉降规律为路基中线处沉降最大,由路中线向路肩处逐渐减少,呈“凹”形。20m、30m、40m路基沉降差分别为0.25cm、0.428cm、0.886cm。随着填筑材料中石的含量增加,路堤的沉降减小。相对于素土填料而言,土石混填路基可以有效的减小沉降。石的含量增加至30%左右时,减小路基沉降的效果较明显;随着石的含量继续增加,沉降值仍有所减小,但沉降值减小的幅度较小。
王鲁川[3]2016年在《铜合高速公路高路堤沉降规律对比分析及稳定性研究》文中提出由于我国的地域辽阔,致使土壤地质、地形和自然气候条件差异较大,特别是西南的云贵川的山区地形陡峻,高填方路堤便成为了道路施工过程中一种普遍并且重要的路基结构形式。高填方路堤相对于一般路堤结构而言,具有最终沉降时间长,沉降量大,对地基的承载力、地基填筑材料的要求等各方面要求较高的特点。高填方路堤的路基稳定性作为道路安全运营中的一项重要技术指标,虽然现在已有的高填方路基稳定性的分析研究方法例如刚体极限平衡法和有限元剪切强度折减法等方法,但任何一种稳定分析方法,都具有局限性和针对性,在实际工程项目上的运用忽略了很多自然因素、人为因素和技术因素等,无法全面真实地反映高填方路堤的稳定性以及沉降变形特性。围绕这一问题,本文中采用指数、双曲线以及皮尔曲线拟合法引入到传统的路基稳定性分析方法中,首先统计出重庆市合川至铜梁高速公路K4+730~K4+830和K12+950~K13+140高填方路基沉降的数据,并进行分析,最终得出高填方路堤段沉降曲线,从而得出各种曲线拟合方法的优劣。但由于曲线拟合分析不能全面反映沉降的实际情况,难以满足高填方路堤不同施工阶段的实际沉降变形稳定性监测控制,以及高填方路堤的稳定性监测评估的要求。在曲线拟合模型的分析基础上,将各个不同条件下的高填方路堤作为分析对象,采用有限元分析软件ABAQUS,对高填方路堤在不同填筑高度、不同填筑材料以及不同的压实强度的条件下的沉降变形情况进行了研究分析,得出了在不同填筑高度、不同填筑材料以及不同的压实强度的条件下变形云图以及沉降位移的特点,分析总结出高填方路堤沉降的普遍特点和产生沉降的因素。最后,根据不同条件下的ABAQUS数值模拟沉降的结果,结合实际的工程项目,制定出在经济、在施工工艺以及施工效率等方面更加优良的施工计划。本文所研究的内容所获得的数据资料和结论,对于认识路堤边坡变形与稳定性的关系和导致高填方路堤沉降的多种因素都有意义,利用路基变形实际监测数据来判断路堤的安全状况,能够提前作出稳定性的预测预警,也对实际工程项目具有一定的实用价值和理论意义。
蔡宁[4]2009年在《斜坡地基上路基边坡稳定性分析及治理措施》文中研究指明边坡稳定性分析是涉及到工业与民用建筑、交通工程、水利水电、矿业等诸多领域的重要课题。在我国山区修建高等级公路不可避免地会遇到大量斜坡地基,因此斜坡地基上路基边坡也成为山区高速公路路基的主要结构型式之一。本文在对斜坡地基路基边坡的稳定性进行全面的分析计算基础上,提出适合山区公路建设的斜坡地基路基边坡稳定性的治理方法,并取得了如下主要研究成果和结论:(1)介绍了路基边坡稳定性常见极限平衡分析方法的基本方法,并对各种方法的特点进行了相互比较分析;采用理正岩土软件5.11版中的边坡稳定性分析模块对斜坡地基路基边坡进行了分析,研究了在保证斜坡地基路基边坡稳定性时,允许的最小抗剪强度指标c、φ值随斜坡坡比i值变化规律。获得了满足规范要求下边坡坡比取不同值时,土体强度指标的取值范围,从而为实际的斜坡地基路基边坡工程提供了可靠的参考依据。(2)采用ANSYS7.0和FLAC有限元程序进行2-D平面应变有限元计算,研究了山区斜坡地基路基边坡稳定性。探讨了不同的坡度、岩土体性质、填方高度和路基顶面宽度等因素对斜坡地基路基边坡稳定的影响,获得了一些可供斜坡路基边坡工程借鉴的有益结论。(3)通过对工程实例分析计算结果进行整理分析,提出了山区斜坡地基路基边坡稳定性治理的基本措施及方法,这有利于在技术可行、经济合理的范围内,保证我国山区公路建设的质量,对实际工程应用具有重要的指导意义。
姚建平[5]2015年在《流塑状软土复合地基失效机理及处理方法研究》文中研究指明我国高速铁路流塑状软土地基处理时大量采用CFG桩、管桩以及钢筋混凝土灌注桩等桩体较强的刚性桩来解决地基承载力不足和路基工后沉降问题。然而在实际工程中还是出现了地基处理失效、填筑期间路基整体滑塌、开通运营后短期内铁路路基失稳和下沉等一系列工程问题。这主要是因为对流塑状软土具有极低的抗剪强度和高触变的工程特性认识不足,对桩土模量差异较大的桩土互作用机理认识不清,以及CFG桩体在流塑状软土地基中的抗剪贡献及破坏模式研究不够深入,在进行路堤稳定分析时仍然采用传统极限平衡法,高估了路堤稳定性,从而导致在实际工程中地基处理方法选择不当。为解决流塑状软土地基处理中存在的问题,本文首先通过有限元分析方法对单根桩在流塑状软土不同工况下的工作机理进行了数值分析,主要研究了不同桩土模量比、桩体与滑弧切线的不同夹角、不同抗剪强度指标条件下桩体的抗剪特性、破坏模式及桩土相互作用机理,本文将桩体对抗剪的贡献定义为“视抗剪强度”。结果表明:桩体自身刚度、桩土模量差异、土体抗剪强度以及桩与滑弧切线间夹角等是影响“视抗剪强度”的主要因素;随着桩土模量比及桩与滑弧切线间夹角的减小,桩体“视抗剪强度”逐渐增加;同时随着桩土模量差异逐渐增大,桩体可能发生的破坏模式依次为桩体抗剪切破坏、受拉(压)破坏、弯曲破坏、土体绕流破坏、桩体倾倒破坏和桩体整体侧移破坏,对应不同破坏模式下CFG桩具有不同的“视抗剪强度”。此外,桩体与滑弧切线间夹角反映了位于路基下不同桩体的位置特点,随着桩体与滑弧切线的夹角逐渐增加,桩体破坏形式由拉弯破坏、弯曲破坏逐渐过渡到压弯破坏及承压破坏。当桩土模量比大于2000:1时,流塑状软土地基不适合采用CFG等刚性桩来处理。在桩土互作用机理和桩体破坏模式研究基础上,本文提出了基于CFG桩“视抗剪强度”的Bishop圆弧滑动稳定检算方法,该方法采用极限平衡法并假定圆弧滑动面,沿滑动面上桩体和土体产生剪切破坏,桩体有效抗剪强度采用“视抗剪强度”,而不是单纯采用加固体与土形成的复合土层的抗剪强度。该方法既能反映刚性桩复合地基支承路堤的失稳破坏机理,又能合理评估其稳定性。通过与国内外刚性桩加固软土地基整体稳定性多种方法对比分析,结果表明基于“视抗剪强度”的安全稳定性系数更为合理。基于流塑状软土-桩相互作用机理研究和流塑状软土复合地基稳定性分析方法研究,本文提出了“排水固结+复合地基”相结合的新型流塑状软土地基处理方法,其中桩土模量比是关键因素,其值偏大不安全、偏小不经济,当桩土模量比大于2000:1时,采用排水固结的手段提高流塑状软土地基的抗剪强度,再进行CFG桩复合地基处理。本论文通过对流塑状软土的力学性能、CFG桩体的工程特性、流塑状软土与桩的相互作用机理的深入研究,揭示了流塑状软土复合地基的失效机理,提出了新的流塑状软土地基的稳定性检算方法,提出了高速铁路流塑状软土地基新型地基处理方法。
王志斌[6]2007年在《岩质斜坡地基上填方路堤稳定性研究》文中研究说明近年来，山区高等级公路得到迅猛发展，而在山区修建高等级公路时，不可避免会遇到大量岩质斜坡地基上的填方路堤。目前，对于岩质斜坡路堤的破坏机理、稳定性计算方法及设计方法尚缺乏系统的研究。因此，开展岩质斜坡路堤稳定性研究具有重要的现实意义。论文以常(德)-吉(首)高速公路为依托，运用大比例模型试验、数值计算和理论分析等手段，对岩质斜坡路堤的工作性状、变形特性、破坏模式、稳定性计算方法及设计方法等内容进行了系统研究，取得了如下创新性成果：1、在国内首次采用1：20的大比例室内模型试验对岩质斜坡地基上高填方路堤工作性状与稳定性进行研究。形成了一套可供借鉴的大比例室内模型试验的设计、数据测试和分析方法。通过对岩质斜坡路堤在外荷载作用下的应力、应变特性的分析，得出了岩质斜坡路堤极限承载力的大小、整体破坏模式以及与现行规范不同的折线型破坏模式。其中，折线由填筑层之间的交界面和斜坡坡面组成，交界面一般出现在路堤填筑高度的2／3处。2、运用数值计算的方法，首次系统地分析了各种岩质斜坡路堤的破坏模式，并与模型试验的结果进行对比分析，得出了各种破坏模式与岩质斜坡地基和填土条件之间的关系。分析了斜坡地基坡度、填方路堤高度、填方路堤宽度、填方路堤斜坡坡度对岩质斜坡路堤极限承载力的影响。针对岩质斜坡路堤整体破坏模式，提出了台阶的宽度设置为1m的建议。3、基于极限分析上限法的基本原理，首次建立了岩质斜坡路堤在不同破坏模式下的机动容许速度场，并推导出其极限承载力的计算公式。在此基础上，采用Visual Basical可视化语言编制了相应的计算程序，利用该程序的计算结果与FLAC的数值计算结果对比分析表明：上述计算方法具有一定的工程应用价值。4、本文首次将极限平衡水平条分法应用于岩质斜坡路堤稳定性计算，推导出了岩质斜坡路堤极限承载力的计算公式。在此基础上，采用Visual Basical可视化语言编制了相应的计算程序，利用该程序的计算结果与FLAC的数值计算结果对比分析表明：该法计算结果属下限解，计算成果较稳定性系数的真值略低。综合利用极限分析上限法与极限平衡水平条分法得出了岩质斜坡路堤极限承载力的计算公式，为山区岩质斜坡地段高速公路建设提供了合理的指导。5、在综合模型试验、数值计算及稳定性分析成果基础上，针对山区岩质斜坡地段高速公路建设中存在的问题，提出了岩质斜坡路堤的设计原则及加固措施，对山区高速公路建设具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]. 涵洞作用影响下的分层填筑高路堤的自身沉降规律研究[D]. 邢文书. 重庆大学. 2003
[2]. 贵州省山区高速公路高填方路基变形规律及设计标准研究[D]. 贾颖. 重庆交通大学. 2016
[3]. 铜合高速公路高路堤沉降规律对比分析及稳定性研究[D]. 王鲁川. 重庆交通大学. 2016
[4]. 斜坡地基上路基边坡稳定性分析及治理措施[D]. 蔡宁. 湖南大学. 2009
[5]. 流塑状软土复合地基失效机理及处理方法研究[D]. 姚建平. 中国铁道科学研究院. 2015
[6]. 岩质斜坡地基上填方路堤稳定性研究[D]. 王志斌. 中南大学. 2007
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