铁路泡沫轻质土路基挡护结构的优化设计研究

泡沫轻质土在施工场地受限的路基帮宽工程中发挥了独特优势,为进一步优化铁路泡沫轻质土路基挡护结构,在商合杭(商丘—合肥—杭州)铁路肥东站开展工程现场试验,获得了挡护结构的受力特征与变化情况。结果表明:泡沫轻质土浇筑完成后具有良好的自立性及强度,挡护结构所受侧向压力显著降低,挡护结构承受的侧向土压力仅2~5 kPa,土压力系数逐渐减小趋近于0.1,因此泡沫轻质土路基挡护结构主要作用是防止泡沫轻质土的劣化、保护轻质土性能,兼作施工模板,可以根据泡沫轻质土填筑固化前的侧压力和风荷载进行结构优化设计。

深大基坑地下连续墙缺陷应急处理技术研究

分别结合佛山地铁3号线的某车站与合肥地铁4号线的某车站两个工程实例,对深大基坑地下连续墙缺陷原因及应急处理技术进行探讨,并针对性地提出了相关质量控制方法以及处理措施,在保证工程顺利运行的同时提高工程经济效益,该质量控制方案取得了良好的效果。

城际铁路出入段顶板挡土墙施工技术研究

在城际铁路出入段挡土墙施工时,因挡土墙与混凝土支撑碰撞,挡土墙一侧需要靠近盾构孔,造成该处无脚手架搭设基础。为了保证项目进度,提出在盾构口设工字钢作为脚手架基础,同时在两侧脚手架进行对拉保证架体的稳定性,以解决挡土墙架体搭设的难点。最后对墙体模型对拉、钢筋植筋、混凝土浇筑一整套施工工艺进行总结。实践表明:该施工工艺可行,避免了挡土墙施工影响盾构临建施工,优化了施工工作面。

超深地下连续墙成槽垂直度控制技术

文章以某轨道交通4号线联大街站地下连续墙工程为例,通过对已施做的地下连续墙垂直度使用超声波检测,分析了影响地下连续墙垂直度的主要原因并提出了相应的对策,解决了超深地下连续墙成槽垂直度偏差大的问题,有效地保证了地下连续墙的质量。

U型槽内填土地基条形基础极限承载力分析方法

U型槽内填土地基上条形基础的极限承载力是工程实践中的一类重要问题。为合理确定其理论计算方法,基于塑性极限分析上限定理及Hill机构,结合U型槽结构对称性特征,提出了填土地基两种潜在破坏模式,建立了填土地基承载力与4个独立变量之间的内外功率平衡方程,考虑破坏机构的几何与运动学约束条件,通过Matlab程序编制优化算法,实现了该极限承载力的非线性规划求解。实例分析表明,填土地基承载力随U型槽相对宽度的增大而呈非线性减小,当该相对宽度达到一定值后,U型槽填土地基等效于半无限土体;黏性填土时相关变化特征均与无黏性填土时相似;随着U型槽相对宽度逐渐减小,填土破坏模式逐渐向槽内回缩,破坏机构中对数螺线区与被动区界面逐渐由速度连续过渡到速度间断,对数螺线中心均位于条形荷载边界点上。

滚石冲击EPS新型复合拦石墙现场原位试验研究

以聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene,EPS)新型复合拦石墙板为研究对象,以合璧津高速公路危岩防护工程为背景,首次开展滚石冲击拦石墙现场大型原位试验,研究滚石冲击EPS复合拦石墙动力作用过程,揭示EPS泡沫板在滚石灾害防治结构设计中的耗能减震机理。采用有限元分析软件验证了现场试验结果的准确性,并讨论了钢板夹层厚度对结构耗能效率的影响,为提高结构抗冲击性能引入钢管耗能器进行结构优化。结果表明:EPS复合拦石墙降低了滚石冲击接触压力,最高可达43%;保持EPS缓冲层厚度不变,其材料密度越小,则耗能效果越显著,但EPS缓冲层密度降低的同时也将导致复合结构的抗冲切破坏能力下降;钢板夹层越厚,结构耗能效果越好,相较于15 mm钢板,35 mm钢板耗能效果可提升约25%;布设耗能器可有效提高结构抗冲击能力,且在结构中心位置布设耗能器时效果最佳,耗能效果提升31.8%;耗能器个数与结构耗能效果呈正相关关系。

风洞试验中不同厚度挡风墙合理长度的数值研究

在风洞中,挡风墙的特性对列车的空气动力学特性有重要影响。利用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型,研究了不同挡风墙厚度下列车气动特性随挡风墙长度的变化。风洞试验结果用于侧滑角为30°时的验证。当挡风墙超过一定长度时,列车的空气动力载荷没有显著变化,可以认为达到了临界长度。通过拟合列车空气动力学系数与挡风墙长度之间的关系,确定了挡风墙的临界长度。挡风墙厚度与临界长度之间的关系满足二次函数y=-57.106x2+10.85x+28.822。当挡风墙厚度大于0.5 m(全尺寸)时,可通过将风洞试验中挡风墙的厚度代入上述函数来获得临界长度,以研究列车的空气动力学特性。

基于落石计算的半刚性拦石墙设计

为克服传统刚性拦石墙截面大、场地适宜性差、抗冲击能力有限的不足，提出一种半刚性拦石墙结构。该结构以桩板体系为主要受力构件，背后填筑缓冲土堤，在有效增强结构抗冲击力能力的同时，保证结构体系布设的灵活性和场地的适宜性。半刚性拦石墙的布设应在对陡崖沿线所有代表性剖面落石运动路径预测和弹跳高度计算的基础上，结合现场地形情况，优选坡度缓、落石弹跳高度小、运动速度小、远离被保护对象的位置，其走向延伸长度选取保护区段长度加5～10m长的安全储备，有效拦截高度选取走向沿线各计算剖面落石最大弹跳高度加1m高的安全储备。改进了落石冲击力计算方法，并以落石对缓冲土堤的冲击力和土压力为荷载依据进行半刚桂拦石墙的结构设计。

加筋土筋材在拉伸荷载作用下的力学特性

通过拉伸试验,研究网格直径分别为2.2和2.7 mm的双绞合六边形金属格宾网、70RE和80RE土工格栅4种筋材拉伸力学性能。得出4种筋材的拉伸强度、最大负荷下伸长率等力学性能指标以及单位宽度拉伸力与伸长率的关系特征曲线。根据筋材实体工程中的受力特性,推导出筋材约束变形方程。结果表明,格宾网在发生钢丝断裂之后仍呈现出较强的抗拉性能,大直径格宾网体现出优越的力学性能;80RE土工格栅的力学性能优于70RE土工格栅;修正后的格宾网的单位宽度拉伸力与伸长率的关系曲线仍呈现弹性、屈服和强化3个阶段;在约束条件下,筋带的变形量与筋带的割线模量、应力水平、筋带在加筋体中主动区和稳定区的长度等因素有关。

水平地震作用下绿色加筋格宾挡土墙动力特性试验研究

设计并完成了1:2.5比例尺的绿色加筋格宾挡土墙大型模型试验。试验模型长×宽×高为3.00m×0.85m×2.00m,坡角为70°,填料采用工程现场所用的红砂岩材料制备。双绞合六边形金属格宾网由聚氯乙烯(PVC)包裹,并镀锌防腐,网面单元长×宽为80mm×100mm。通过输入不同类型和幅值的地震波激励,探讨地震作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明:绿色加筋格宾挡土墙对输入加速度有明显的放大效应;沿墙高方向,水平加速度放大倍数的增量比较平缓,随着墙高的增大,水平加速度有增大趋势;在不同类型地震波作用下,加速度响应有明显差异;墙面板的水平加速度放大倍数随振幅增大呈现明显的递减趋势,基本上呈线性变化;竖向加速度峰值响应在墙面及墙顶显著增大,可达到台面水平加速度峰值的50%左右。

土工格栅加筋土挡墙地震响应分析

柔性网面土工格栅加筋土挡墙是一种新型支挡结构,其面墙为柔性钢筋网面,柔性网面与水平面成73°的坡面。通过大型的模型试验,研究了以红砂岩为填料在水平地震作用下柔性网面土工格栅加筋挡土墙的动力特性。输入地震波采用ELCE_NS地震波和HACH I_EW地震波,峰值分别为0.342g和0.183g。试验得出了柔性网面土工格栅加筋挡土墙在不同峰值的水平地震激励下的第1层、第3层、第5层墙顶面处的水平加速度、竖向加速度、水平动位移、竖向动位移峰值响应和沿墙高方向动应力峰值响应。通过对柔性网面土工格栅加筋挡土墙的结构分析和抗震试验,可以得出柔性网面土工格栅加筋挡土墙为优良的抗震结构,这为柔性网面土工格栅加筋挡土墙的抗震设计提供依据。

南昆线膨胀土土钉挡墙试验研究

以南昆线膨胀土土钉挡墙试验资料分析为基础，就土钉墙的墙体变形、土钉内力分布规律和施工中存在的问题进行了研究和探讨。

墙背填料为砂性土的短卸荷板式挡土墙离心模型试验

本文利用离心模型试验技术对短句荷板式挡土墙进行了试验分析，在墙背填料为砂性土的情况下，通过对墙体位移的控制，得到了主动极限状态下的墙背土压力及卸荷板上的土压力的大小和分布。

挡土墙抗倾覆稳定性可靠度分析

利用可靠度理论的一次二阶矩法，对挡土墙的抗倾覆稳定性进行可靠度分析，并讨论安全储备量、设计参数的变异等对挡土墙可靠度指标的影响。

土压力计算中综合内摩擦角取值探讨

本文基于库伦理论的基本假设，导出了衡重式挡土墙的粘性土土压力计算公式；根据土压力相等的原理，拟合了一个换算和性土综合内摩角的经验公式，与现行几种换算方法相比，它具有一定的优越性。

软岩边坡椅式桩板结构受力变形机理数值计算分析

椅式桩板结构是岩质陡坡地段的一种新型支挡结构,可严格控制路基沉降、保证路基稳定性,尤其适用于山区陡坡路基,但目前对其工作机理的认识尚不够深入。本文结合某软岩陡坡路基支挡工程,针对椅式桩板结构的工作机理进行了数值计算分析,并与理论计算结果进行对比。计算结果表明:数值计算结果与理论计算结果吻合良好;软岩边坡椅式桩板结构支挡路基的变形以沉降为主;挡土板与承载板上土压力沿纵向呈漏斗型分布,形成了以椅式桩与基岩为拱脚的空间土拱效应;当岩体弹性模量大于20 GPa时可不考虑岩体对结构变形的影响,可将其按线弹性材料进行考虑。

排桩挡土墙的设计及有关问题探讨

结合某铁路排桩挡土墙的设计,简要介绍永久性排桩挡土墙的布置型式与设计方法等。对设计中遇到的土压力计算、侧向容许变形标准等问题进行讨论。

桩网复合地基桩土应力比的确定

实践证明,桩网复合地基同时具备竖向增强体复合地基与水平向增强体复合地基的加固优点,能很好地提高地基土体承载力,减小不均匀沉降,特别是桥头过渡段地基处理中能有效控制“桥头跳车”现象的产生。本文主要对桩网复合地基的加固机理进行分析,并结合自然平衡拱理论和加筋垫层拉膜效应理论推导出路堤下桩网复合地基桩土应力比计算公式,同时分析了各设计参数变化对桩土应力比的变化规律。工程实体试验表明,本文所推导的桩土应力比计算公式具有较好的适用性。

高挡土墙的稳定系数[K_c]、[K_0]取值探讨

由于现场取土困难，或者条件限制不便做土的力学指标试验时，挡土墙设计中往往凭经验取一个综合内摩擦角φ０来代替墙背粘性填土的指标Ｃ、φ值，并按无粘性土的有关公式计算土压力。这样必然造成土压力计算值的“失实”，对于高挡土墙尤为严重。如果设计的挡土墙稳定系数仍取［Ｋｃ］＝１．３、［Ｋ０］＝１．５，那么很可能会带来不良的后果。针对这种情况，本文通过计算，分析了稳定系数［Ｋｃ］、［Ｋ０］的主要影响因素，提出了较为合理的取值范围。