基于可靠度的斜坡软弱地基路堤稳定性极限平衡法分析

通常以确定性分析获得的稳定安全系数作为评价斜坡软弱地基路堤稳定性的指标,忽略实际工程中诸多不确定性因素,无法真实全面反映斜坡软弱地基路堤的稳定性。基于垂直条分极限平衡法Slide软件平台,运用全局最小可靠度分析方法,综合分析路堤和斜坡软弱层土体参数、地下水位、路堤顶部张拉裂缝水分充填量、微型桩纵向桩距和抗剪强度及水平向地震荷载等因素的变异性对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响,讨论这些随机变量的敏感性,阐释了室内斜坡软弱地基路堤与水平软弱地基路堤土工离心模型试验现象差异性的机理。使用可靠度能更客观地反映斜坡软弱地基路堤的安全性;可根据各因素对斜坡软弱地基路堤稳定性影响敏感性的正负、强弱采取相应合理工程对策。

碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的工作机理分析

为进一步明确碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的工作机理,本文建立无加固措施、碎石桩加固、抗滑桩加固及碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的FLAC3D数值分析模型,研究4种工况土体的水平位移、竖向沉降及抗滑桩桩身内力与变形。结合正交设计方法,探讨斜坡软弱层土体重度、黏聚力和内摩擦角对抗滑桩桩身最大弯矩的影响权重排序。碎石桩、抗滑桩加固斜坡软弱地基分别可以明显约束竖向沉降、水平位移,而碎石桩与抗滑桩联合加固能同时削减竖向沉降及水平位移。碎石桩加固斜坡软弱地基,潜在滑动面一定程度上移;联合加固时抗滑桩桩身内力及变形较直接进行抗滑桩加固有较大幅度衰减,斜坡软弱层土体内摩擦角的变化对抗滑桩桩身最大弯矩的影响远大于黏聚力与重度变化。所获结论有益于碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤时抗滑桩设计技术改善。

软弱层特性对斜坡软弱地基路堤变形的影响

为获得不同软弱层特性条件下斜坡软弱地基路堤的变形规律,建立了斜坡软弱地基在路堤自重荷载作用下的非线性有限元数值模型,探讨了软弱层特性各因素对斜坡软弱地基路堤变形的影响;通过正交试验设计,对软弱层特性各因素对变形影响的显著性进行了评价.结果表明:软弱层土体弹性模量、软弱层厚度是产生过大竖向沉降和侧向变形的决定性因素;地面横坡的存在是加剧地基变形的重要因素;当软弱层位于地基顶面时,对地基变形尤其是侧向变形影响显著;应综合考虑软弱层特性各因素的影响,采取地基处理、侧向约束等工程措施限制变形.

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。

斜坡软弱地基路堤复式滑面的极限平衡法判识

依托渝怀铁路斜坡软弱地基路堤土工离心模型试验成果,利用Slide软件建立对应的计算模型,开展基于极限平衡法与概率分析的复式滑动研究;对比Slide模型结果与离心模型试验成果的差异,探讨斜坡软弱层厚度与内摩擦角变化对复式滑面的影响;开展斜坡软弱层内摩擦角变异性对稳定性与滑动模式影响的概率分析。Slide模型计算与离心模型试验具有互补性;在极限平衡法中,考虑复式滑面有利于提高设计的安全储备;斜坡软弱层内摩擦角偏小、厚度偏薄时更易出现复式滑动破坏;在极限平衡法中引入概率分析,可更好地反映斜坡软弱层内摩擦角的变异性。

考虑拉裂缝的斜坡软弱地基路堤稳定性分析

评述斜坡软弱地基路堤稳定性研究面临的挑战性,应用极限平衡法软件Slide、有限元法软件Phase2,分别从推力线分布状况、达到临界剪切强度折减时单元拉伸屈服分布状况角度出发,探讨斜坡软弱地基路堤稳定性分析中引入拉裂缝的必要性;在极限平衡法基础上,利用敏感性分析法确定拉裂缝分别在干燥和完全充水条件下的最不利深度;分析拉裂缝引入后对稳定安全系数、最危险滑面形态及条间法向力的影响,阐述拉裂缝水分充填对稳定性的不利作用。研究结果表明,敏感性分析法可较好地确定拉裂缝的深度;考虑拉裂缝后,滑块土条条间法向拉力消失,稳定安全系数降低,设计更趋于安全,拉裂缝完全充水将进一步加剧斜坡软弱地基路堤稳定安全系数的降低;滑面由上部垂线和下部圆弧共同组成,其形态更真实客观。

防滑铲处治斜坡软弱地基路堤工作机理探讨

为探讨防滑铲处治斜坡软弱地基路堤的工作机理,基于刚体极限平衡法软件Slide,建立防滑铲处治斜坡软弱地基路堤的计算模型,对比有无防滑铲时可能滑动带、最危险滑动面的区别,获得稳定安全系数与地层坡度、防滑铲深度的动态变化关系,结合敏感度分析,明确土体材料参数对路堤稳定性的影响程度,并提出联合其他措施共同处治、回填材料应以重度控制为准等优化设计途径。

微型桩-承台-挡墙在临水软弱土路堤加固中的应用

张家界市融山东路新建工程需在紧临澧水一侧对原有公路进行扩宽,针对该场地地层软弱、施工作业区狭窄、河水水位变化较大的特点,设计采用微型桩-承台-挡墙对拼宽路堤进行支挡加固。微型桩采用注浆钢管桩,矩形布置3～4排,并通过加劲筋与承台相连;挡墙采用在承台上现浇而成的素砼衡重式挡墙。对该组合结构的受力进行验算,得出地基承载力、单桩抗剪能力和结构整体抗滑稳定性均满足要求,同时现场监测的水平位移和沉降均远小于警戒值,表明微型桩-承台-挡墙组合结构有效保证了空间受限且地基软弱路堤的稳定性。

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。

防滑铲对公路斜坡软弱土路堤稳定性的影响

运用有限元分析软件ABAQUS,建立设置防滑铲的公路斜坡软弱土路堤模型,探讨有无防滑铲时圆弧滑动面的移动情况;采用强度折减有限单元法,对比分析有无防滑铲时路堤模型的稳定性,研究不同软弱层厚度条件下防滑铲对斜坡路堤稳定安全系数的影响,并提出相应的组合优化措施。

基于极限平衡法的路堤稳定性概率分析方法比较

为合理采用边坡稳定性的概率分析方法,基于垂直条分极限平衡法SLIDE软件平台和斜坡软弱地基路堤离心模型试验结果,对全局最小方法和整体边坡方法的原理和计算结果进行了比较,并用整体边坡方法分析了抗滑桩加固对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响.研究结果表明:与全局最小方法相比,整体边坡方法算法更严谨,计算结果更全面,设计更趋保守,但计算耗时较多,应根据模型复杂程度、分析目的等合理选择概率边坡稳定性分析方法;整体边坡方法能较好地从破坏概率的角度论证抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的科学性、有效性.

管桩处治施工技术在高速公路改扩建中的应用

为分析和总结刚性预应力管桩施工质量控制要点,以某高速公路改扩建工程段为例,结合其软弱路堤地质条件,提出刚性预应力管桩加固处治方案,对桩顶荷载压力、承载力、桩基沉降及桩间距等参数取值进行计算;基于此,对包括施工机械及材料选用、定位放样、喂桩及沉桩等在内的施工要点进行分析探讨。分析结果表明,通过加强施工参数及施工过程控制,高强度刚性预应力管桩在公路软弱路堤加固处治方面较为适用,处治后的地基承载力及沉降均符合相关规范要求。

系梁式桩网结构加固斜坡软弱地基路堤的数值模拟

为研究系梁式桩网结构应用于斜坡软弱地基路堤工程的工作机制,建立了系梁式桩网结构加固斜坡软弱地基路堤的有限元模型,开展了与无处治措施时潜在滑动面形态、稳定安全系数、土工格栅拉力、路基顶面沉降及地基侧向位移等力学响应的对比,并进行了系梁布置形式、弹性模量与厚度等核心设计参数的敏感性分析。研究结果表明:系梁式桩网结构加固后的斜坡软弱地基路基最大沉降、差异沉降以及地基侧向变形分别减小了88.7%、90.3%、96.6%,路基的稳定安全系数提高了26.2%;纵横交叉布置系梁有利于提高路堤稳定安全性,削减地基侧向位移;适当降低系梁弹性模量不会造成较大不利影响,系梁厚度不宜过薄。

某高速公路特殊路基设计要点探讨

结合实际工程,分析重庆某高速公路特殊路基设计要点,为同类道路设计提供一些必要的经验,有利于工程的顺利开展。