山区高速公路富水陡坡高路堤病害原因及其处治技术

陡斜坡路基作为山区高速公路的重要内容,一直是国内外工程技术人员和相关学者关注和研究的重点。针对国内陡斜坡路基病害时有发生的现状,该文以山区高速公路富水陡斜坡路基为研究对象,通过对国内典型路段富水陡斜坡路基病害形成过程、病害形态和影响因素的深入分析,陡斜坡地貌、挡墙基础软质岩持力层、岩土体裂隙及软弱结构面、水体和施工质量等是诱发山区高速公路富水陡斜坡路基病害发生的关键原因。基于此,提出了一种既可规避前期勘察设计风险,又可消除后期施工质量缺陷的山区高速公路富水陡斜坡路基建设关键技术。     

青藏工程走廊道路工程阴阳坡效应研究现状及展望

青藏工程走廊整体呈东北-西南走向,加之青藏高原强烈的太阳辐射及大气透明度高,导致廊内路基工程存在显著的"阴阳坡"效应。在阴阳坡热效应作用下,路基阳坡路肩沉降变形普遍大于阴坡路肩,由此引发包括路基倾斜、边坡滑塌、纵向裂缝等一系列路基路面病害问题,严重影响了路基工程的长期稳定性,大幅增加了工程后期运营维护成本。针对这一问题,从青藏工程走廊阴阳坡效应的成因、阴阳坡效应作用下路基体冻融过程及地基温度场分布、路基的横向差异沉降变形、阴阳坡效应相关路基路面病害以及防控措施5个方面系统论述了目前的研究和工程实践现状,并结合阴阳坡效应的量化研究、防治措施的有效性等方面就未来需要开展的研究工作进行了展望,以期为青藏工程走廊内路基工程的建设与维护提供参考。     

秦岭山区某路基沉陷成因及对策

路基坍塌是秦岭山区公路的主要病害之一.以108国道K1561+250段路基沉陷为例,结合工程地质和水文地质条件对其形成的原因进行了分析,认为该段路基的沉陷与地下水和气候条件有密切关系.在考虑暴雨对坡体影响的基础上,对该坡体进行了稳定性计算评价.以此为依据,确定了锚固工程辅以排水的整治方案,并按工程要求进行了整治设计,经工程整治后检验,该方案起到了稳固坡体的作用.     

华南典型路基红黏土动力学特性动三轴试验分析

红黏土是华南地区典型的路基土类之一,其长期循环荷载作用下的动力学特性目前研究不多。利用室内动三轴试验,对4类重塑红黏土样的动应力应变关系、动应力累积效应、以及循环门槛应力比展开研究。研究结果表明:密实度对红黏土路基强度的影响远大于路基红黏土含水量的影响;正常运营条件下,长期车辆荷载导致的路基竖向变形与加载次数之间呈现稳定型关系,因此不会导致红黏土路基过度变形而诱发路基失稳等病害;华南地区红黏土反复荷载下其循环门槛应力比一般处于40%～50%之间,建议取值为45%。     

堆积体陡斜坡路基滑坡机制及其处治对策

堆积体陡斜坡路基作为山区高速公路特殊路基设计的重要内容,受到国内外工程技术人员和相关学者的高度关注。针对山区高速公路堆积体陡斜坡路基病害频发的现状,以国内某山区高速公路典型路段为研究对象,从地形地质条件、路堤填筑、边界内建(构)筑物状态、施工方案与设计文件的差异等方面对堆积体陡斜坡滑坡机制进行了深入的分析和研究。陡斜坡地貌、坡脚临空、人为堆载等是堆积体斜坡失稳的关键因素,地表植被和原始水系的破坏将加速滑坡的形成、加剧致灾程度。针对性的提出了"上部减载、中部封水、下部固脚"的综合处治措施,多年的变形监测表明:该措施经济有效、安全可靠。     

静力荷载作用下纤维材料增强路基性能的试验研究

分别采用现场铁路路基填料及掺量为0.3%的聚丙烯纤维改良填料构筑室内小型路基,通过对路基顶部施加不同的分级静载,对比研究两种不同填料对路基内应力分布规律和沉降变形特性的影响,进而判断纤维材料作为改良措施运用于路基沉降控制的可行性与有效性。试验结果表明:相对于现场填料路基,纤维改良措施加快了应力在路基中沿深度的扩散速度;应力加载至100 kPa时,两种填料路基的沉降变形规律相似,路基不同深度处的沉降随着基顶作用荷载的增加呈非线性增大;应力达到200 kPa时,纤维改良路基60 cm深度范围内的沉降曲线出现反转点,曲线形状近似拉长的s形;较于现场填料路基,纤维改良措施使基顶沉降分别减少了30.3%及35.4%;在高应力、大变形趋势条件下,纤维材料对路基沉降的控制效果会更好。     

原有路基荷载作用对加宽工程路基沉降变形的影响分析

基于工程实例和数值模拟,分析了高速公路加宽工程中,原有路基荷载作用引起的软基性质改善对路基沉降变形的影响机理。研究表明:新、老路基的沉降变形均受软基性质改善的影响;软基性质改善改变了新路基荷载在老路地基中引起的附加应力分布,这种附加应力的改变也对老路基的沉降产生影响,而传统的计算方法不能考虑附加应力的变化对沉降的影响;对比考虑与不考虑老路基荷载作用的影响,新路基的沉降量会不同,这种沉降差异随路基高度、新路基宽度以及软基厚度的增加而逐渐增大,但老路基的沉降差异只受软基深度的影响。     

深季节冻土区列车行驶路基振动数值模拟研究

分析大庆深季节冻土区铁路路基的冬季现场加速度监测结果,获得了列车经过时铁路路基冻结地表振动加速度的时程特性及其衰减规律,并运用动力有限元方法进行了动力响应分析。研究结果表明:①随着列车行驶速度的增大,路基振动加速度亦增大,且重载货车振动响应大于高速客车;②列车行驶引起的路基振动加速度幅值,随着距线路中心距离的增加而迅速衰减;③应用有限元方法分析列车行驶路基振动特性是可行的。本文为研究深季节冻土区铁路路基振动特性提供了一种分析方法,对加深了解深季节冻土区铁路路基振动特性具有重要意义。     

基于组合权重灰色关联法的多年冻土路基稳定性评价

通过对多年冻土路基变形影响因素的分析,将路基下原天然上限温度、冻土含冰量、路基高度、天然上限深度及高含冰层距离原天然上限深度五个因素作为影响冻土区路基(变形)稳定性的主要因素,采用了基于组合权重的灰色关联度决策方法,建立了多年冻土区路基稳定性评价体系。通过分析评价结果与沉降的对应关系,表明所建立的评价系统能够较为真实地反映路基的稳定状态。研究结果表明建立的评价体系可以较好地评价监测断面路基稳定性所处的状态,为诊断多年冻土区路基健康状态和多年冻土区路基维护决策提供了有效的支持方法。     

多年冻土区高速公路路基新结构工程示范研究

为研究适用于多年冻土区高速公路的路基调控结构,对片块石-通风板复合路基、强制弥散式通风路基、通风管路基、单向导热路面-片块石路基4种新型结构,依托共玉高速公路进行了宽12.25 m的分幅示范研究。依托花大高速公路,对填土路基进行了宽24.5 m的整体式路基示范研究。研究结果表明:5种路基结构都能满足高速公路大尺度路基的调控要求,在示范过程中对其工程可行性进行了论证,提出了每种新结构的施工关键技术和控制指标,显著提升了施工效率和质量,通过2年的通车运营,示范工程全段整体技术状况良好,5种新结构目前已在青藏高速公路勘察设计中应用。     

考虑软土蠕变效应的路基沉降有限元反演分析

提出了考虑软土蠕变效应的路基沉降有限元反演分析方法,通过Matlab语言将Abaqus有限元分析软件嵌入改进的鲸鱼算法中,实现了软土地层计算参数快速而又准确的获取。并采用修正的Drucker-Prager屈服准则模型与"时间硬化"蠕变法则耦合模型模拟考虑蠕变效应的路基土体的沉降变形情况。为了验证该方法的可靠性,构建了某跨越软土地区的高速公路路基有限元反演模型,模拟了整个施工期内路基的变形情况,结果表明,反演分析得到的路基变形情况与实测值有较高的一致性。另外,利用反演分析得到的计算参数预测了工后10年的路基与路面的沉降情况,为该公路的运行与管理提供很好的理论指导。     

山区沿河公路路基水毁灾害易损性评价

结合沿河路基水毁的研究资料和野外现场调查,根据山区沿河公路路基水毁易损性评价具有多因素和模糊性的特点,选取路基自身强度及稳定性、防护措施、洪水特性和河床因素等4个因素共10个子因素构成评价因素集,在建立易损性评价指标体系的基础上,采用改进的层次分析法确定了评价因素及其子因素的权重;运用模糊数学方法建立了易损性评价的二级模糊综合评价的数学模型,提高了沿河路基水毁易损性评价的客观性和科学性,并结合实例进行了应用。根据易损性评价结果,可采取相应的沿河路基水毁防治对策。     

轨道交通荷载下路基土的动力学行为研究进展

随着高速铁路、城际列车、地铁和轻轨等快速轨道交通的迅速发展,以及既有铁路列车提速,列车高速运行引起的地基振动、永久变形以及一系列相关的土动力学和岩土工程问题已经成为亟待解决的关键问题。通过对国内外关于轨道交通荷载作用下地基土的动力响应的理论研究、现场测试、土的动力特性以及地基土的永久变形研究进行评述,分析和总结了目前轨道交通荷载作用下路基土研究中存在的问题,并提出了尚需进一步研究的建议。     

中日规范中关于液化和侧向扩流场地桥梁桩基抗震设计考虑之比较

评述了我国液化场地和侧向扩流场地桥梁桩基抗震设计规范.总结了中日两国液化场地和侧向扩流场地桥梁桩基的抗震设计方法与技术细节,阐述了日本规范中液化场地和侧向扩流场地桥梁桩基抗震设计中的液化地基土反力折减系数的确定方法,以及土体液化侧向扩流对桩作用力的计算模式.指出我国规范中在液化和侧向扩流场地桩的抗震分析方法、不同土层分...     

土工格栅在复合地基中对桩与土的作用机制数值分析研究

土工格栅加筋垫层复合地基近年来在处理软土路基中得到了广泛应用,但土工格栅在复合地基中对桩与土的作用机制,尚无系统研究。基于弹塑性摩尔库仑模型,采用PLAXIS有限元软件,详细分析了无土工格栅和有土工格栅在不同抗拉强度下对路基沉降、侧向位移,桩的轴力和剪力以及基础的应力扩散等影响,得到土工格栅能有效减少路基沉降及侧向位移等结论,对于路基工程中土工格栅强度的选取及其它应用具有一定的指导作用。     

GIS内置特高频传感器现场运行典型缺陷及预防措施

结合电网在运GIS内置特高频传感器运行现状，汇总分析了内置特高频传感器的漏气及悬浮放电缺陷典型案例，重点对内置特高频传感器悬浮放电缺陷的检测方法和缺陷原因进行讨论分析，针对现有的典型缺陷提出预防措施，为GIS内置特高频传感器安全运行提供建议。     

辽西风积土路基振陷研究及数值模拟

随着铁路车辆轴重增大、速度提高以及行车密度加大,长期行车必然使路基产生较大的累积塑性变形,因此对路基振陷的进一步研究已刻不容缓。本文主要以辽西高速铁路沿线的风积土路基为研究对象,取其原状土,通过室内常规土工试验获取风积土的基本物理和力学参数;根据试验结果,对风积土在长持时动荷载下的振陷量进行回归分析,进而得出预测振陷的方法;基于MIDAS软件,进行风积土路基在列车振动荷载下的振陷的数值模拟,根据模拟过程中参数的调整,得出风积土路基振陷量随参数的变化关系;最后,提出针对风积土路基抗振设计和隔振措施,进而得到用于指导风积土路基抗振和隔振措施的统一设计方法。     

寒区湿地软土固结变形特性试验研究

软土的成因不同,其工程性质存在着一定的差异,路基的固结沉降也不一样。为了研究寒区湿地软土固结变形特性,弄清其固结和次固结系数变化规律,对两类软土进行了单向固结压缩试验。试验结果表明,软土在不同的固结压力作用下,其孔隙比-时间对数曲线展布特征有较大的不同,说明固结压力对寒区湿地软土的主、次固结的划分有影响;寒区湿地软土主固结系数随固结压力的增大而减小,次固结系数随固结压力的增大而增大,最后两者都趋于稳定。     

孔隙压力对含随机缺陷岩石破坏过程及全部变形特征的影响

对于平面应变压缩条件下含有随机缺陷的岩样,利用FLAC研究了孔隙压力对岩样破坏过程、全部变形特征及前兆的影响。以前编写的若干FISH函数,被用于生成缺陷和计算轴向、侧向、体积应变及侧向应变与轴向应变比值的负值(计算得到的泊松比)。在峰值应力之后,密实岩石单元服从线性应变软化行为及随后的理想塑性行为,而材料缺陷呈现理想塑性行为。当孔隙压力较高时,应力—侧向应变曲线具有一平台;破坏的前兆更明显;变形后岩样的体积总是大于原始体积;在初始加载阶段、均匀变形阶段及峰后变形阶段,由于明显的侧向膨胀,计算得到的泊松比远大于0.5。当孔隙压力较低时,在峰值应力之前,变形后岩样的体积小于原始体积,体积扩容出现于峰值应力之后,引起了负的体积应变。利用广义虎克定律,解释了平面应变弹性状态下数值结果的合理性。对岩样进行带状区域扫描后,确认随机缺陷的初始分布与岩样的最终破坏形态紧密相关。     

受侧向土体位移斜桩的特性

通过三维有限单元法分析了斜桩受侧向土体位移的特性。变动柱和土体参数进行敏感性分析,得出桩的柔度、侧向土体位移的大小、桩顶约束条件、土体位移形状和土体移动层厚度等对斜桩的影响。刚性桩的挠度小于柔性桩,但弯矩和剪力大于柔性桩。斜桩非线性弹簧的土抗力—位移关系(p-y曲线)表现为双曲线特征,可基于直桩的Winkler地基反力法对斜桩进行简化计算分析,但应对直桩的极限土抗力值进行修正,以期更好的反映斜桩的特性。