地震-高铁荷载共同作用下桩网复合路基震动特性

为研究地震和高铁荷载共同作用下桩网复合路基震动特性,建立地震和高铁荷载共同作用下轨道-路堤-桩网复合路基震动的三维有限元分析模型,研究地震荷载类型和列车车速对桩网复合路基震动加速度和位移的影响规律,提出不同地震荷载下的列车运行建议。研究表明,Hollister地震与高铁荷载共同作用下,桩网复合路基地面震动加速度由两动载共同控制,震动位移主要由地震荷载控制,列车运行状态对地震动位移影响很小;Chi-Chi地震与高铁荷载共同作用下,地震动加速度主要由高铁荷载控制,地震动位移受地震荷载和列车荷载共同影响,地震发生时可先通过降低车速后停运列车有效减小地震动位移;Lytle Creek地震与高铁荷载共同作用下,地震动加速度主要由高铁荷载控制,地面震动位移受地震和列车荷载共同影响,且主要由列车荷载控制,地震发生时可通过降低列车车速有效减小地震动位移,以降低地震发生时列车脱轨的可能性。

基于优化BP神经网络的复合路基沉降预测

为准确预测CFG桩复合路基的沉降,以观测时间、累计填土厚度、软土层厚度、软土压缩模量和桩长为输入变量,基于MATLAB平台,构建网络结构为5-5-1的BP预测模型,并用粒子群算法和遗传算法分别进行优化,再以肇庆市桥北路新建工程的实测数据进行仿真,将两种优化模型和普通BP模型的预测性能进行对比。结果表明:使用PSO-BP和GA-BP预测模型预测CFG桩复合路基的沉降是可行的,且预测精度高,预测结果明显优于普通BP沉降预测模型。本文成果可为复合路基的沉降预测提供一定的借鉴与参考。

高速公路软弱路基边坡沉降滑移机理分析及微型桩复合加固

依托中国“一带一路”重点贡献项目格鲁吉亚E60高速公路Ubisa-Shorapani(F3)标段项目,针对公路软弱路基边坡沉降与滑移问题,通过现场实测与数值模拟探究并论证其机理,提出带连系梁式微型桩复合加固措施,并对结构自身参数进行方案优化。结果表明:路基边坡的安全稳定系数随加固区首排桩体距坡顶距离(Lx)逐增且呈现先增大后减小的趋势,在L_(x)=2 m且桩体倾角为15°时安全稳定系数最大,为1.542;不同桩径下的安全稳定系数差异较小,最大差值仅为0.1。基于敏感性分析优化方案,优化处治后的坡脚土体最大水平位移为10.8 mm,相比未处治前约减小88.0 mm,减幅为89.1%;路基左侧地表最大沉降量仅为7.9 mm,相比未处治前约减小12.1 mm,减幅为60.5%;随时间的增长,土体沉降逐渐趋于均匀且稳定。

PHC管桩复合地基失稳分析及加固处治设计

湖南省某高速公路位于洞庭湖平原区,以湖相及河湖相沉积盆地的软土为主,失稳路段采用PHC管桩复合地基处治,当路基填筑到96区时,路基发生失稳滑移。以失稳滑移路段为依托,分析了管桩复合地基失稳的原因,发现了其失稳的破坏模式并非剪切破坏而是弯曲破坏,提出了加固处治设计。通过1.5 a的监测,其数据均已收敛,表明了其加固处治设计是安全可靠的,确保了高速公路如期通车和运营安全。

排水桩-网复合地基处置可液化路堤地基的振动台试验研究

排水刚性桩融合了刚性桩基础承载力高和具有排水性能的双重优点。为研究排水刚性桩处置可液化路堤地基的抗液化作用效果,采用7#硅砂作为路堤地基模型材料,3×5群桩布置形式,在水平向和竖直向施加双向动力荷载,对排水桩-网复合地基和普通桩-网复合地基处理可液化路堤地基开展了振动台模型试验研究。从超孔隙水压力、加速度、沉降等动力响应对排水桩-网复合地基的抗液化作用效果进行了分析。试验结果表明:排水桩-网复合地基的处置效果明显优于普通桩-网复合地基的加固效果。排水桩工况超孔压比峰值最大值为0.79,最小值为0.61,普通桩工况超孔压比峰值均达到1.0,处于完全液化状态。排水桩工况水平向峰值加速度放大系数沿路堤模型底部至顶部呈现明显的放大效应,峰值加速度放大系数最大值为1.60。普通桩工况峰值加速度放大系数呈现一定的液化地基减震效应,峰值加速度放大系数最大值为1.07。排水桩工况沉降平均值为11.4 mm。普通桩工况沉降平均值为25.7 mm,排水桩工况最终沉降量平均值较普通桩工况减小55.6%。排水桩能够有效加快超孔隙水压力的消散,减小路堤沉降量,是一种处置可液化地基的有效措施。

电测深联合剖面法在高铁路基岩溶探测中的应用

采用电测深联合剖面法,对新建莱荣高铁路基岩溶进行综合勘探。该方法结合电测深与联合剖面法的特点,通过测量地下岩层的电性分布,从而准确反映岩溶的位置和形态,且具有横向分辨率高和纵向探测深度可计算等显著优点。将电测深低阻凹陷及联合剖面双线交叉点重叠的位置推测为岩溶发育区,适用于类似地质条件下的路基岩溶探测。探测结果显示,DK11+352~DK11+750段电阻率介于240~560Ω·m,电测深联合剖面法岩溶探测准确率为86.7%;DK11+750~DK12+025段电阻率介于320~1000Ω·m,电测深联合剖面法岩溶探测准确率为50%;路基岩溶综合探测结果准确率为75%。研究结果表明,电测深联合剖面法在路基岩溶探测方面具有较高的精度,为高铁路基岩溶探测提供一种较好的解决方案。

市政道路软土路基处理措施研究

道路软土路基处理的科学性对确保道路稳定性、延长道路使用寿命至关重要。文章介绍了PTC桩、砂桩和CFG桩复合路基加固措施,对采用不同加固措施的试桩进行了加载试验,监测了完工后14周路基的沉降量及不同深度土体孔隙水压力的变化情况。结果表明,所有试桩均满足设计要求,砂桩的平均位移最大;采用砂桩复合加固措施的路基沉降量最大,该加固措施对路基沉降的改善效果较差,相对而言,采用PTC桩加固后的单桩平均位移和路基的沉降量最小。

水泥搅拌桩桩间距对桩身承载性能的影响

为探究水泥搅拌桩桩间距对桩身承载性能的影响,以重庆市玉泉湖一路K1+435~K1+550路段水泥搅拌桩处置工程为背景,结合理论研究及数值模拟,探讨分析了不同桩间距布置条件下的水泥搅拌桩桩身侧摩阻力、竖向应力及加固区沉降变化情况。研究结果表明:1)水泥搅拌桩侧摩阻力中性点出现在埋深1/4桩长处,且随桩间距的增加,中性点位置下移;2)在桩间距从3倍桩径增大至5倍桩径的过程中,桩侧负摩阻力峰值由15.7 kPa增至18.3 kPa,增大了16.6%,而桩间距对正摩阻力峰值的影响较小;3)水泥搅拌桩桩身竖向应力沿埋深方向递减,当桩间距增大时,持力层顶部应力水平持续增加,地表及加固区沉降均随桩间距的增大而不断增大;4)桩间距3.3倍桩径的水泥搅拌桩复合路基承载力为456.68 kPa,处置效果良好。本文成果可为水泥搅拌桩在复合软弱路基处置工程中的应用提供一定的借鉴与参考。

复掺纤维水泥改良风积沙抗压强度试验研究

和若铁路(和田—若羌)DK111+500—DK111+800段的风积沙为C3间断级配细沙,不能直接用作铁路路基基床填料。为了对风积沙进行改良,考虑在其中单独掺加聚丙烯纤维,以及将聚丙烯纤维分别与玄武岩纤维、玻璃纤维、聚酯纤维按质量比1∶1复掺。不管单掺还是复掺,纤维掺量(质量分数)均分别取6‰、8‰、10‰,水泥掺量(质量分数)为5%,养护龄期7 d。通过无侧限抗压强度试验,研究不同纤维单掺和复掺对水泥改良风积沙应力、应变、无侧限抗压强度和割线模量的影响。结果表明:与相同掺量的单掺试样相比,掺量为6‰、8‰时复掺聚丙烯纤维与玻璃纤维试样峰值应力小幅增大,其他复掺试样峰值应力均减小;不同纤维复掺对水泥改良风积沙无侧限抗压强度增强效果不明显,但对水泥改良风积沙割线模量影响明显;掺量8‰时复掺聚丙烯纤维与玻璃纤维试样无侧限抗压强度比单掺试样增大6.53%,而其他复掺试样无侧限抗压强度均比相同掺量单掺试样减小0.21%~11.73%;不同掺量下复掺试样割线模量均比单掺试样大,掺量6‰时复掺聚丙烯纤维与玄武岩纤维试样割线模量比单掺试样增加了1.12倍。研究结果可为沙漠地区铁路路基基床表层填料改良设计及施工提供参考。

CFG桩复合地基在高填方路基加固中的应用——以一汽大众生活区配套道路工程为例

针对佛山市南海区一汽大众生活区配套道路工程特定的场地特点,经分析比较,选用CFG桩复合地基对软土地基条件下的高填方路基进行加固处理,论文介绍了CFG桩复合地基计算方法,分析了CFG桩的桩长、桩径、桩间距对路基沉降的影响,综合考虑设计合理与经济性,最终确定CFG桩的桩径为0.5 m,桩长为8 m,桩间距为1.8 m。

含黄铁矿填料的高速铁路路基上拱特性与机理

黄铁矿氧化膨胀对建筑物、铁路、公路等结构的影响较大,易引发结构物上拱。通过现场勘察、矿物成分分析和变形监测,系统研究含黄铁矿填料路基上拱病害特征,探究摩擦板及端刺结构型式、路基填料高度对路基上拱变形的影响,分析黄铁矿氧化膨胀反应机理和膨胀特性,以明确路基上拱原因。结果表明:所有上拱区段路基填料均检测出含有少量黄铁矿和石膏;上拱变形主要产生在路基高度范围内,线路开通后路基以0.13~0.46 mm·m^(-1)的速率持续上拱;半填半挖区段轨道结构的上拱量沿路基横向随填方高度的降低呈递减关系;路桥过渡段范围轨道垂向变形特征与摩擦板及端刺结构型式密切相关,摩擦板及端刺结构对路基上拱变形存在抑制作用;黄铁矿氧化是一个长久且持续过程,其生成硫酸盐引发的一系列化学反应所伴随的体积膨胀是造成路基上拱的主要原因;为彻底消除该隐患,应对含黄铁矿填料采取暗挖置换措施。

盾构渣土的绿色处理及路基填料性能研究

随着我国地铁建设,产生了巨大量的盾构渣土。目前国内多采用消纳弃置,这种处理方式会造成土地资源浪费和环境污染。研制一种专业处理盾构渣土的复合固化剂,降低含水率,改良固化土颗粒组成,降低有机物含量,提高强度及稳定性。通过系列试验,对绿色处理后的盾构渣土的无侧限抗压强度、抗剪强度、加州承载比等力学性能指标进行分析,试验证明,绿色处理后的盾构渣土具有较高的强度和较好的工程特性,可用作道路路基填料。为盾构渣土的工程再利用提供了有益的参考。

双侧加宽公路路基路面的变形控制

分析了双侧加宽公路路基路面变形特性与控制方法,建立了有限元分析模型,探讨了新旧路基变形特征与力学响应变化,通过参数选择,对比了台阶开挖与桩土复合地基在不同条件下的处置应用情况。建议在新旧公路台阶开挖施工中采用1∶1.25~1∶1.5高宽比,高度控制在0.8~1 m,宽度控制在1~1.5 m。在桩土复合地基处置中,需根据桩数、桩径、桩间距及桩长的影响效果进行合理控制,应布设6根桩体,将桩间距控制在2 m左右,以提升施工经济效益,达到施工要求。

基于堤防工程地基加固高压旋喷桩优选施工参数研究

在南方某堤防工程中采用高压旋喷桩施工对软土地基进行加固处理,通过分析软土地基工程特性和高压旋喷桩施工原理,设置三种工况参数进行试验桩施工,对比试验桩的实际桩长、桩径、垂直度、复合地基承载力等参数,将喷浆压力25MPa、提升速度0.15m/min、水灰比0.8作为优选施工参数,对拟建场地工程桩进行指导施工,可提升高压旋喷桩工程桩整体质量和软土地基加固效果。

既有线帮宽段复合地基桩土应力分布规律研究

既有线帮宽段复合地基承载能力直接影响既有-帮宽路基整体结构稳定,而桩土应力分布又直接关系到复合地基承载能力的发挥,且中川铁路帮宽段工点地基属饱和黄土地基,地基处理效果不易控制。通过开展现场试验,研究在饱和黄土地质情况下既有线帮宽段高压旋喷桩复合地基的桩土应力分布规律,为帮宽段工点复合地基承载能力的分析提供支撑,并可积累地区经验,为类似工程提供参考。结果表明:现场帮宽路堤的临界高度在1.5~1.8 m左右,当路堤填筑高于该高度时,桩顶应力快速增加而桩间土应力增速明显变缓,临界高度可理解为土拱形成时的高度;在土拱和加筋垫层中土工格栅张拉膜效应、“网兜效应”的共同协调下,桩土应力分布不断调整;当路基填筑完成后,三个试验断面的桩土应力比分别为3.1、4.2和3.9。

考虑地基模量选取弹性模量修正参数的高速铁路复合地基路基沉降预测

高速铁路路基沉降的精准预测对于铁路运行安全具有重要意义。提出一种考虑地基模量选取弹性模量修正参数的复合地基路基沉降预测方法,通过MidasGTS-NX有限元软件数值模拟,应用于昌景黄高速铁路段路基沉降预测,与现场监测进行对比,其预测误差控制在10%以内,表明该方法具有一定的可靠性。应用于多线并行既有石济客专铁路复合地基路基沉降预测,结果表明:最大沉降位移达到32mm,分别出现在上、下行联络线路肩位置处,整体变形趋势由右向左逐渐增大,左线中心、路基面中心、右线中心最大沉降值分别为21、17、16mm,沉降预测值符合规范要求。

多桩型复合地基设计计算方法探讨

讨论了多桩型复合地基及其复合模量的基本概念。介绍了多桩型复合地基承载力和变形的计算方法。

多桩型复合地基承载性状研究

通过一个具体工程的试验研究,分析了多桩型复合地基桩土应力比、荷载分担比、桩与土承载力发挥等桩土承载性状,并据此提出了若干建议性的结论,供工程设计参考。

浅论地基承载力的深度修正

为了确定修正后的复合地基承载力特征值,论述了天然地基承载力的深宽修正的理论依据,并指出《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002所给出计算方法的局限性。将复合地基分为散体桩、低粘结强度桩和高粘结强度桩复合地基三种情况予以讨论,通过理论推导,提出了复合地基承载力特征值深度修正的计算公式,并结合工程实际进行了验证。

青藏高速公路路基降温措施有效性模拟分析

为了评价已有的冻土路基工程技术对青藏高原多年冻土区高等级公路宽幅路基的适用性,运用ABAQUS有限元软件及其二次开发平台,建立了多年冻土地区宽幅路基温度场有限元分析模型,并运用该模型对普通路基、碎石路基、EPS隔热层路基以及隔热层-碎石复合路基温度场进行对比分析,对4种宽幅路基融深变化规律进行研究.结果表明,不同降温措施条件下路基温度随时间均呈周期变化,但每年平均温度总体上升,且相同的时间和路基宽度条件下,隔热层-碎石复合路基温度最低、热稳定性最好;普通路基第十年最大融深随路基宽度的增加呈直线上升趋势,碎石路基融深随宽度的增加呈三阶段增长趋势,EPS隔热层路基融深随宽度的增加呈两阶段增长趋势,复合路基融深随着宽度的增加逐渐增加但变化不大;单一的EPS隔热层措施、碎石路基对于多年冻土区宽幅路基降温效果较差,隔热层-碎石复合路基降温效果最优.