基于模型试验和数值模拟的土工格室加固高填路堤稳定性:以新疆G216线民丰段为例

为研究土工格室加固高填路堤的稳定性,通过开展室内模型试验,分析了在持续荷载作用下素土边坡和土工格室加固高填路堤边坡的沉降量和最大水平位移;基于室内模型试验,建立有限元模型,分析了不同加固条件下的坡顶沉降量、最大水平位移及土工格室应变,研究了土工格室高度、铺设间距以及不同铺设部位对高填路堤稳定性的影响。结果表明:铺设土工格室能降低边坡土体的沉降量和最大水平位移,进而提高边坡的承载力;素土边坡剪应变自坡顶至坡脚形成贯通的滑移带,铺设土工格室后,滑移带的位置由边坡表层深入坡体内部,且滑移带未完全贯通;增加土工格室的高度,边坡的沉降量和最大水平位移先减小后趋于稳定,安全系数先增大后逐渐平缓;边坡的沉降量、最大水平位移随土工格室铺设间距的增大而增大;减小土工格室铺设间距0.6~0.7倍,最大水平位移降低1.5~2倍,坡顶沉降量减小1.5~1.8倍,安全系数增大1.1~1.3倍。高填土路堤的侧向位移主要发生在边坡底部H/3处(H为边坡的高度),在边坡底部H/3处减小土工格室的铺设间距、增加土工格室的高度能更好约束侧向位移和沉降量,是提高路堤稳定性更为经济合理的加筋方案。

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明:路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为:路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为:路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布。

无人机和云平台技术在超高填路堤风险管控中的应用

为有效降低山区高填路堤填筑过程中的风险,尽量避免工程质量与安全事故,基于无人机倾斜摄影和智能监测云平台技术,对湖南省官新高速朱家坳超高填路堤的施工过程进行了风险管控。利用无人机倾斜摄影技术建立了该路堤的多期数字实景模型,并将该路堤嵌入了智能监测云平台,开展了风险评估、施工复核、病害巡查、落石分析研判、位移监测预警、风险闭环管理等工作,并依此指导施工和现场安全管理。结果表明:在高填路堤中应用无人机技术具有成本低、安全性高、时效性强等特点,云平台则可以将风险管控的各个环节自动化、集成化,两者结合可以减少决策滞后性,为尽早进行动态风险管控、施工策略调控提供重要的基础信息,从而提升高填路堤填筑过程的智慧与安全水平。

基于UAV倾斜摄影模型剖面的高填路堤落石风险二维分析

为了分析湖南省某高速公路高填路堤的填筑期落石风险,通过无人机(UAV)航拍,采用倾斜摄影技术建立了高分辨率的路堤边坡数字实景模型,再将提取的关键剖面导入落石分析软件中,对各个剖面材质赋予不同的切向阻尼系数、法向阻尼系数、摩擦角等,以模拟现场的碎石坡面、植被坡面、土坡面;分析了自重作用下碎石的滚落距离、跳动高度、冲击能量等,评估了各个剖面的落石风险程度,针对高风险剖面提出了临时支挡的设计建议,为现场安全保障提供了技术支撑。

降雨入渗引起的高填路堤病害机理分析

采用数值模拟软件对江罗地区高速公路路基内部的地下水迁移和水损害机理进行了分析研究,结果表明:降雨入渗导致路基的渗流场发生了变化,水量增加使土体的自重增加,导致下滑力增大,同时会使土体的孔隙水压力增大及有效应力降低。长期降雨还可能会使地下水位上升,导致路基抗剪强度降低。由于路基内部土体含水率存在差异和干湿交替循环,将会诱发路基发生不均匀沉降以及大幅度的横向变形等不同类型的病害。通过对影响路基稳定性的因素(降雨强度、边坡高度、土体黏聚力和变形)进行敏感性分析,确定了关键影响因素及权重。路基稳定性影响因素按照敏感性排序为:边坡高度H>降雨强度v>黏聚力c。随着降雨量的增加,路基变形也逐渐增大,最大变形发生在路基顶部约0.01 m处。另外,土体黏聚力与边坡安全系数呈正相关关系,降雨强度和边坡高度与边坡安全系数呈负相关关系。

巨粒土高填路堤现场填筑试验研究

对重要的路堤填筑工程,国内目前一般都采用试验段法来确定填筑施工参数,已取得良好的效果。通过对河南S325侯饭线巨粒土高填路堤现场填筑试验,采用沉降量、灌水法以及弯沉等多种方法对路基质量进行检测对比,探讨巨粒土的压实机制以及颗粒级配、含水率、碾压机械、铺土厚度以及碾压遍数等不同施工工艺参数及不同参数的组合对压实效果的影响,提出巨粒土现场压实质量控制应以沉降差为主,并结合施工工艺参数的方法来控制,该法可有效保证填筑质量,加快施工进度,并可对类似工程的质量控制、检测和评价提供参考,具有重要的实用价值。

土工格栅对加筋高填路堤稳定性影响特性分析

山区加筋高填路堤的设计和施工中，土工格栅对其稳定性的影响因素并不是很明确。为了有效地分析土工格栅对加筋高填路堤稳定性的影响，该文结合广东省云（浮）一罗（定）高速公路典型高填路堤工程，在分析未加筋路堤的稳定和变形特性的基础上，对土工格栅参数设计进行比选和优化。根据格栅铺设位置的不同，选择不同的格栅长度、格栅层数、拉伸模量等，利用强度折减数值模拟技术，计算和分析不同工况条件下土工格栅设计对安全系数和潜在滑动面的影响。研究结果表明：采用路堤下部格栅铺设的方式对边坡安全系数的增加较明显，计算的安全系数比在路堤中部和上部铺设格栅工况条件下的值大。在相同的计算参数情况下，土工格栅的拉伸模量为50～200kN／m、层数为7～9层时，加筋效果较明显；在高填路堤中，在路基中下部8～26m范围内铺设土工格栅及边坡坡脚附近上下加铺土工格栅，加筋效果明显。

西部山区高填路堤涵洞病害及其防治对策

根据实地调研,认为西部山区高填路堤涵洞病害严重,其客观原因主要是结构荷载过大和地基不均匀沉降;主观上表现在行业重视程度不够及设计与施工体系不完善。该文从结构荷载、断面尺寸、水、地基和地形条件影响等方面分析了山区高填路堤涵洞病害机理,并提出相应的防治对策,以期借鉴和重视。

高填路堤下圆管涵典型断面研究

对常用几何尺寸不同填土高度下的圆管涵采用数值模拟的方法进行了建模计算,得出了不同工况下圆管涵洞的受力性状。结合有限元应力云图及有限元计算结果对不同工况下圆管涵控制断面环向应力及控制设计的弯矩进行了分析,绘制了弯矩图。利用结构简化计算方法对有限元方法计算结果进行了验算比较,得出了高填路堤下圆管涵典型断面。计算结果表明:采用有限单元法计算、分析涵洞结构受力性状可以合理地反映出土体和结构的共同作用,因此计算结果比一般方法更接近实际。

基于监测数据的加筋高填路堤分层填筑变形特性分析

在高填路堤建设中,铺设土工格栅对沉降的影响一直是关注热点之一。结合云罗高速公路高填路堤建设,本文采用数值方法模拟了分层填筑路堤施工过程的沉降规律,并结合监测数据,探讨了高填路堤加筋土在沉降控制方面的基本规律。结果表明:高填路堤填土过程中,土工格栅使土体位移重新分布。水平位移和垂直位移均减小了,这在一定程度上防止了不均匀沉降,且土工格栅对水平位移的影响随着填土厚度的增加而加大。同时,在典型路堤加筋土分层填筑过程中,单向土工格栅降低水平位移幅度为8.74%,而降低沉降幅度为3.82%。在分层填筑过程中,筋材有效地控制了路堤的不均匀沉降,使路堤最大沉降值降低,且监测点的水平位移最大降幅分别为8.62%、8.38%和4.16%。

高填路堤稳定性影响因素研究

采用传统的极限平衡法,利用边坡稳定分析不同方法对高填路堤三种边坡形态影响因素:填土高度、路堤边坡坡比、地基倾斜角取不同的值进行了安全系数的计算并做了对比分析。在此基础上,采用灰色关联分析方法对边坡稳定进行敏感性因素分析。经分析,路堤的倾斜角对边坡稳定性影响最为敏感,而路堤填筑高度次之。利用有限元分析中的强度折减法对不同地基倾斜角分别在三种失稳判据下进行了安全系数计算,并与极限平衡法进行对比,结果显示安全系数相差不大。经过后处理功能得到边坡位移等值线云图,确定了滑动面的形状为圆弧状及其位置。

高填路堤施工沉降数值模拟分析

高填路堤具有沉降大,沉降时间长,对地基承载力要求高等特点.有效地降低路堤沉降,消除路堤沉降所带来的危害已成为公路建设科技领域的一个重要课题.结合一工程实际,进行高填路堤施工变形数值模拟分析,对换垫处理、路基压实施工进行分析,预测路基的沉降变形,得出了一些有益的结论.

基于线性规划模型的高填路堤稳定性上限有限元分析

在山区修建高速公路越来越普遍,基底存在软土的斜坡地基上的填方路堤对高速公路的稳定性有很大影响。目前关于高填路堤稳定性的研究多采用极限平衡法,其基于假定的破坏模式,破坏模式的合理性影响计算结果的精确性,而上限有限元法无需假定破坏模式。文中基于极限分析上限有限元法编制求解安全系数的程序,针对广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路D合同段K164+160—280,求解不同参数条件下高填方路堤的安全系数和临界破坏状态下的速度场,与FLAC3D数值模拟结果对比,该方法计算结果的最大误差为16.05%,最小误差值为1.72%。

高速公路高填路堤软土地基处理及高填路堤施工技术

高填路堤作为路基工程的一部分,在高等级公路中随处可见。然而,在高填路堤施工中,常出现路基的整体下沉或局部下沉等病害。为了尽量减少路堤在工程完工后对路面的影响和破坏,需要一套成熟的软基处理及高填路堤施工技术,以保证其强度及稳定性。介绍了綦万公路高填路堤软土地基处理及高填路堤施工技术,供类似工程的工程技术人员参考。

基于L-M法BP神经网络的高填路堤地基沉降预测

针对高填路堤地基沉降预测中影响因素众多且存在高度的非线性,难以用解析式表达等特点,提出采用基于L-M(Levenberg-Marquardt)的BP神经网络法对高填方地基沉降进行预测,并通过对工程实例的网络训练和网络检验,得出BP神经网络计算值与实测值十分接近的结论,可充分证明L-M法BP神经网络在高路堤地基沉降预测中具有很好的实用价值。

高填路堤沉降的神经网络动态预测

高填路堤施工过程中 ,其路堤会发生不同程度的沉降 ,而这种沉降必须控制在一定的允许范围内 ,现场监测极为重要 .将神经网络技术用于高填路堤施工沉降预测 ,并用C语言实现 .对广西六寨至水任二级公路K87+670处路堤边缘的沉降预测结果表明 ,神经网络动态预测最大样本相对误差为 4 5 1 % ,回归分析最大样本相对误差为 5 64% 。

高填路堤工程特性的强度折减有限元分析

高填路堤一般会面临路堤边坡失稳概率增加、路堤顶面差异沉降过大等工程风险。文中运用强度折减有限元法,建立高填路堤的平面应变数值分析模型,探讨不同填高、不同路堤模量情况下高填路堤的稳定与沉降等工程特性。

一种基于BC-RBFNN的高填路堤地基沉降预测模型

针对高填路堤地基沉降难以预测这一技术难题,对其影响地基沉降的主要因素进行了分析,根据各因素之间存在的高度非线性,结合BC-RBFNN(基于聚类分析径向基函数神经网络)非线性拟合的特点,提出一种基于BC-RBNN模型对高填方地基沉降进行预测.运用施工期路基沉降实测资料,对神经网络模型进行学习、训练和仿真,得出仿真值与实测值非常相似,从而得出基于BC-RBFNN模型在高填路堤地基沉降预测中具有很好的实用效率.

公路高填路堤强夯填筑夯实效果的模糊分析

介绍强夯法的振密、挤密地基处理法的范畴,结合山区公路建设中常遇到高填方路堤,采用强夯法施工后,进行夯实效果检测,由于检测指标多,难以综合评定。通过从单因素评定入手,合理量化各因素的权重,建立多层次模糊综合评判模型,对公路高填路堤强夯填筑夯实效果进行判断分析,得出了一个比较科学合理的评定结果,具有经济易行、效果显著、施工周期短的优点,适用于工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、公路和铁路路基和路堤、飞机跑道及码头等的设计和场地评估提供参考。

湖泊区换填地段高填路堤沉降变形拟合分析及预测研究

基于高填路堤现场实时沉降观测数据,采用双曲线法、指数曲线法、Asaoka法等分别对武汉天河机场第二通道高速公路S6标K12+300断面路堤沉降变形进行拟合分析和预测,并对拟合预测结果进行方差检验和关联度分析,以揭示高填路堤沉降变化规律,探讨实测沉降和曲线拟合与预测之间的关联。结果表明,指数曲线法预测结果精度高,效果最好;对于现场实时观测数据的处理分析,应以填筑后期的沉降观测值为主,尽量减少选用填筑初期的观测信息,建议采用150d实测数据进行沉降预测及变形控制。