三维土工网边坡防护水土保持能力研究

路基边坡防护工程可减轻降雨对坡面土体的侵蚀作用,为深入研究坡面防护材料水土保持能力的定量表征方法,通过室内人工降雨边坡侵蚀模型试验,分析不同降雨强度和不同三维土工网防护下路基边坡的降雨侵蚀规律,提出三维土工网水土保持能力的试验测定方法及相关系数计算公式。研究结果表明:三维土工网防护边坡泥沙流失干质量明显小于相同条件下不设防边坡泥沙流失干质量,土工网防护在减少边坡侵蚀量的同时,有利于边坡侵蚀进程的快速稳定,但土工网的水土保持能力随雨强增大急剧下降。泥沙流失速度随着降雨的持续而逐渐减小,后期趋于收敛稳定,侵蚀历程采用指数函数拟合具有较好的相关性。建议设防边坡的试验降雨时间不少于70 min,不设防的边坡试验降雨时间不小于100 min。水土保持能力系数随雨强的增大呈对数函数关系减小,雨强超过100 mm/h时水土保持能力系数实测值与对数函数拟合值差异较大,建议在测定材料水土保持能力系数时雨强取20~100 mm/h,可取50 mm/h作为标准试验雨强。泡面类三维土工网水土保持能力显著优于普通三维土工网,而双泡面的三维土工网优于单泡面三维土工网。试验条件下凹凸泡面三维土工网的水土保持能力系数主要分布在1.71~3.03,建议50 mm/h雨强三维土工网水土保持能力系数不应小于1.5。

高速铁路埋入式桩板结构分界路基填高研究

针对高速铁路浅埋式和深埋式桩板结构存在分界路基填高不明确且与设计荷载不匹配的问题,采用理论研究方法对列车动应力、水平力及温度作用在路基上影响深度进行分析,确定了埋入式桩板结构分界路基填高。结果表明:列车动应力在3.0 m深度基本衰减为路基自重的20%以下;采用Holl弹性理论分析列车水平力在路基结构内扩散情况,列车水平力在路基结构内影响主要集中在1.5 m深度内;建立日照温差在路基结构内传导的非稳定态热传导偏微分方程,采用傅里叶正弦变换法求解获得日照温差影响主要集中在路基面以下0.5 m范围内;浅埋式桩板结构与深埋式桩板结构分界路基填高主要受动应力影响深度控制,建议分界路基填高按3.0 m控制。

路基桩板结构荷载横向分布系数与加载模式研究

桩板结构是由钢筋混凝土桩、板刚接形成,与周围岩土体存在相互作用的接触非线性结构体系,结构设计中多简化为横、纵向二维“梁-桩-弹簧”框架结构并采用有限元方法计算,但纵向二维框架结构所承担的列车活载比例与加载模式缺少明确规定,结构设计存在缺陷。通过分析桩板结构体系受力与变形特征,引入荷载横向分布系数表征桩板结构的横向刚度影响,推导出利用桩反力计算桩板结构荷载横向分布系数的方法,对比了杠杆原理法、偏心压力法计算荷载横向分布系数,桩反力法计算荷载横向分布系数力学意义明确,在典型案例中计算纵向结构内力要大20%左右,利于结构安全性,计算方法尤适用于数值计算程序实现。

高速铁路上覆厚砂层下卧厚淤泥层地基不同处理方法的加固效果对比

针对厦深高速铁路沿线广泛分布上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的双层软土地基,在厦深铁路螺河DK333—DK336试验段采用预应力管桩、旋喷桩和强夯等处理方式加固地基不同部位,通过原位测试得到各处理方式下地基的变形特性,对不同处理方式的加固效果进行研究。结果表明:为达到消除工后地基沉降的目的,根据该高速铁路地基上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的特点,应将地基处理的重点放在填土荷载所产生附加应力影响范围内的淤泥层上,这样获得的加固效率才最高;管桩虽可同时加固上覆砂层和下卧淤泥层,使地基沉降量最小,但没有利用路基堆载对砂土地基的预压作用,也没有区别对待砂层与淤泥层沉降变形对工后沉降的影响,因此加固效率较低,经济效益较差;强夯仅能加固上部砂层,而下卧淤泥层并没有得到加固,地基将产生很大的工后沉降,因此加固效果最差;旋喷桩虽仅加固了下卧淤泥层,但由于利用路基堆载对上覆砂层进行了预压,因此对控制地基工后沉降能达到与管桩加固全部土层相近的效果,加固效率最高,经济效益最好。

浅谈土工格栅加筋土陡路堤的设计方法

介绍土工合成材料陡路堤的优越性、设计方法要点及设计中应注意的问题,以供同类路基工程设计参考。

加筋土陡边坡受力测试分析

在系统调研加筋土陡边坡路堤研究应用的基础上,结合赣龙铁路加筋土陡边坡典型工程,开展了水平土压力、竖直土压力、土工格栅拉筋应变以及坡面水平变形等项目的现场测试,研究了加筋土陡边坡的受力特征、作用机理,验证了设计方法,测试结果及多年运营表明:加筋土陡边坡设计合理,能满足路堤稳定和变形的要求。

京九线K1434路基塌陷病害整治

通过对京九线K1434路基塌陷病害的发生、发展及地质情况的介绍,分析了病害形成的机理及整治措施,确定采用静压注浆进行处理。最后总结了对路基塌陷病害的设计施工及其整治效果。

碎石注浆桩在沿海铁路软土地基加固中的应用

碎石注浆桩是一项新的软土地基加固技术,但在铁路工程建设中,还未见使用,其设计计算方法、施工质量控制等还没有成熟的经验,通过试验研究,提出了一套设计、施工、质量检测与控制方法。施工质量检测结果表明,碎石注浆桩成桩质量良好,加固后,地基沉降得到有效控制,满足设计要求。试验研究表明碎石注浆桩可用于处理深厚层软土地基,对高压线附近等特殊环境下的铁路深厚层地基处理,具有明显的优势。

日本铁路土木工程设计标准国际化动态

为适应国内外新时期的发展,谋求铁路世界市场,日本从战略上全面、有序地推进铁路标准国际化进程。2010年4月,专门成立了"铁路国际标准中心",从事国际标准的制定和提案,情报收集与分析等活动。由日本主导制定的国际标准或提案已达6个,取得了令人瞩目的成就。国土交通省2001年发出省令第151号,要求铁路标准从原来的规格规定型设计转成性能规定型设计。通过近10年的努力,《铁道构造物等设计标准·同解说》一揽子规范已经全部修订完毕,引入了性能要求,在各作用组合条件下,针对安全、使用和修复极限状态,提出了性能校核指标和限制值。

地基承载力确定方法综述

研究目的:地基承载力是地基设计的一个基本问题,但目前各种规范在设计理论、设计参数上不统一,不同时期、不同行业关于地基承载力出现过很多专业术语。本文对承载力的基本概念及设计理论进行梳理,总结我国建筑、港口、公路、铁路等行业地基承载力设计方法,为地基处理极限状态设计方法提供依据。研究结论:(1)目前建筑、铁路等行业主要还是用安全系数法;港口规范按极限状态设计,其抗力分项系数综合考虑了强度指标的可靠性、结构的安全性及地基土状况。(2)由于岩土工程的特殊性,对岩土工程领域的极限状态设计方法要有正确的认识,应该重视工程经验与既有工程统计,规范勘察方法与设计参数,强调概念设计与现场监测。(3)研究成果可指导铁路地基处理极限状态设计方法的研究。

《铁路特殊路基设计规范》修订解析

系统介绍新的《铁路特殊路基设计规范》的编制原则、特点、主要修订和新增加的内容,论述提高特殊路基工程质量的措施和应注意的问题。

多级加筋土挡土墙设计方法研究

本文介绍了多级加筋土挡土墙的设计计算方法,分析了不同的级间平台宽度对挡土墙稳定的影响,并结合现场试验进行了验证,结果吻合。

干湿循环过程中红黏土改良土路基填料试验研究

对广西红黏土改良路基填料进行干湿循环试验,比较水泥掺量、含水率、是否添加改良剂等因素对改良土耐久性的影响。红黏土水稳性差,干湿循环后出现一定程度的质量损失,而新型改良剂对提高红黏土干湿循环下的耐久性作用显著。试验结果表明:水泥掺量11%~15%、压实系数0.9、含水率高于最优含水率6%~7%时,无侧限抗压强度和质量损失率满足要求。

铁路路基桩板结构荷载扩散模式及有限元计算方法研究

桩板结构由于具有优越的刚性特征,在软土、岩溶、采空区、短路基、交叉工程等条件复杂地区加固地基取得了良好效果,但因其荷载复杂、结构多次超静定,往往需借助国外商业有限元计算软件进行结构设计优化。采用理论研究与数值计算方法,对路基桩板结构计算模型、荷载扩散模式、有限元计算方法进行研究。研究表明:桩板结构可借助温克尔弹性地基梁理论简化为二维梁-杆框架结构;路基基床结构与桩板结构组成的“上软下硬”双层地基结构体系下,路基各类荷载扩散至桩板结构上的扩散角范围为0°~30°;通过构建有限元理论框架下梁、杆单元刚度矩阵与温度等效荷载,自主编制了桩板结构V1.0结构计算软件,对比商业有限元软件与自编软件的内力与位移计算结果,显示两者高度吻合,可服务于工程设计。

路基沥青混凝土防水封闭结构施工质量控制技术

为保证沥青混凝土的施工质量和实施效果,按照破损类型对铁路沥青混凝土的病害进行分类,结合病害成因,有针对性地提出了铁路沥青混凝土的原材料、配合比设计、施工准备、拌和与运输、摊铺与压实等方面的质量控制要点,利用渗水系数评价了路基沥青混凝土防水封闭结构的防水效果,并指出研发适用于构筑物周围边角压实的专用设备是后续工作的重点。

钻孔灌注桩悬臂挡墙与泡沫轻质土拓宽路基技术

依托某高速铁路车站路基拓宽项目,研究悬臂式挡墙与泡沫轻质土填料拓宽路基结构变形特征和受力机理,对比新型路基拓宽结构与传统路基拓宽结构的优缺点。运用FLAC3D有限差分软件进行模拟,验证了模型的准确性。研究结果表明:悬臂式挡墙与泡沫轻质土结构拓宽路基后,既有路基与拓宽路基顶面沉降均较小,挡墙墙顶处水平位移最大,墙体发生绕墙底转动;路基结构具有更好的稳定性与承载性能,可广泛推广应用于路基拓宽工程中。

高铁单线路基循环累积变形分析方法及其可靠度分析

极限状态设计方法是我国铁路工程走向国际的重要步骤,而路基循环累积变形是设计中控制标准之一。基于永久应变经验公式,提出列车荷载作用下路基循环累积变形的预测模型,通过1∶1路基模型试验验证了该预测模型的适用性。在此基础上,引入动应力及路基填料参数的变异性,建立路基循环累积变形的极限状态方程,并根据武广线现场实测数据确定路基面动应力幅值的变异系数。通过可靠度指标对计算参数变异系数的敏感性进行分析,分析动应力及填料参数的变异性等控制因素的影响作用,并确定了变异程度控制范围作为实际工程中的控制标准。可靠度分析的方法考虑了荷载及填料参数的不确定性因素,使得理论预测更加接近工程实际。

基于承载能力极限状态的复合地基破坏模式分析

通过广泛的资料收集和分析,基于室内模型试验、离心机实验和大型原位试验结果,系统地分析了复合地基的各种破坏模式.根据增强体、桩间土和复合地基的相互关系和破坏范围,提出将复合地基破坏分为内部稳定性破坏、外部稳定性破坏和整体稳定性破坏等三大类型.内部稳定性破坏包括压缩/鼓胀破坏、剪切破坏和屈曲破坏;外部稳定性破坏包括滑动破坏、倾倒破坏和承载力不足破坏;整体稳定性破坏包括加固体、下卧层、周围的天然地基和基础在内的整体圆弧剪切破坏.并指出：目前的规范仅对剪切破坏和承载力进行校核是不够的,有必要对复合地基压缩/鼓胀破坏、倾倒破坏和屈曲破坏作出设计校核.

不同方法加固路堤下上覆砂层下卧淤泥层地基的效果对比

对于高速铁路路堤下上覆松散厚砂层、下卧厚淤泥层的地基,采用何种地基处理方法控制工后沉降更为经济高效尚不清楚。本研究基于某铁路路基的原位测试数据及数值模拟方法对旋喷桩仅加固下卧淤泥层(简称"旋喷桩地基")和预应力管桩加固上覆砂层及下卧淤泥层(简称"管桩地基")两种地基处理方式的效果进行对比。结果表明:由于上覆砂层的压密沉降在路堤填筑施工期间即可完成,仅加固下卧淤泥层的地基处理方法技术、经济效果更佳。"旋喷桩地基"与"管桩地基"相比,虽然总沉降大很多,但工后沉降几乎相同;"旋喷桩地基"充分利用路堤荷载的预压作用使上覆砂层形成密实的稳定土层,而"管桩地基"的上覆砂层仍为松散状态。因此在列车运行往复荷载作用下"旋喷桩地基"具有更高的长期可靠性;"旋喷桩地基"上覆砂层经路堤荷载预压形成密实的"垫层",使其下地基土与旋喷桩分担上覆荷载;与"管桩地基"相比,不仅桩长减短,而且桩身应力降低。