路堤荷载作用下斜坡软弱地基变形耦合特性研究

基于弹塑性平面应变有限单元法,本文模拟路堤水平分层分步填筑动态施工力学行为,建立斜坡软弱地基在路堤荷载作用下的数值分析模型,获得普通水平地基、水平软弱地基、普通斜坡地基及斜坡软弱地基4种工况下地基的侧向变形与竖向沉降随路堤填筑施工的动态变化规律。引入地基变形系数,分析地基侧向变形与竖向沉降的耦合、制约关系,奠定基于侧向变形控制的斜坡软弱地基路堤设计原则的理论基础,结合土工离心模型试验所获得的地基变形系数及位移场,讨论打入桩与抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的机理。

刚性下卧层对地基变形影响的计算方法

刚性下卧层的存在会造成地基中的附加应力,产生应力集中现象,并对上层地基的沉降变形造成影响。笔者利用地基变形放大系数分析刚性下卧层对地基变形的影响,通过数值模拟的方法,对不同模量比和地基土相对厚度时的地基变形放大系数进行了研究。结果表明:上下土层的模量比对变形放大系数有直接影响,不可忽略;当刚性下卧层上方土层厚度与基础宽度比值大于5.0时,地基变形放大系数的数值可认为接近于零。

斜坡软弱地基路堤双指标设计体系

为准确获取斜坡软弱地基变形和路堤稳定性的内在联系,运用弹塑性有限元法,建立斜坡软弱地基在路堤自重荷载作用下的数值模型,根据弹塑性变形所获的地基变形系数以及剪切强度折减法所获的稳定安全系数,结合渝怀铁路实际工点的现场测试成果,构建了兼顾"变形"与"稳定"的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系,并论证该体系的科学性、可操作性,提出该设计体系的实际运用步骤。研究结果表明:兼顾"变形"与"稳定"的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系可更真实地反映路堤的稳定状态及变形发展趋势,有效指导工程设计及施工。