A computational method for post-construction settlement of high-speed railway bridge pile foundation considering soil creep effect

Based on reasonable assumptions that simplified the calculational model,a simple and practical method was proposed to calculate the post-construction settlement of high-speed railway bridge pile foundation by using the Mesri creep model to describe the soil characteristics and the Mindlin-Geddes method considering pile diameter to calculate the vertical additional stress of pile bottom.A program named CPPS was designed for this method to calculate the post-construction settlement of a high-speed railway bridge pile foundation.The result indicates that the post-construction settlement in 100 years meets the requirements of the engineering specifications,and in the first two decades,the post-construction settlement is about 80% of its total settlement,while the settlement in the rest eighty years tends to be stable.Compared with the measured settlement after laying railway tracks,the calculational result is closed to that of the measured,and the results are conservative with a high computational accuracy.It is noted that the method can be used to calculate the post-construction settlement for the preliminary design of high-speed railway bridge pile foundation.

软土路基换填施工技术要点

随着公路建设事业的蓬勃发展,在公路工程施工过程中,经常能遇到各种各样的软土路基。由于软土具有强度低,天然含水率高,抗剪强度低等特点,若软土未处理好,可能导致路基沉降、路基和路面开裂、路基边坡滑坡等病害。因此,在公路工程施工过程中应高度重视对软土路基的处理,常见的软基处理方法主要有换填、抛石挤淤、袋装砂井、堆载预压、塑料排水板、粒料桩、加固土桩等方法,但施工速度最快,也最简单和经济的施工方法是换填,因此,软土路基换填施工也是软土路基处理中最常用的方法。

浅谈轻质填料在路基中的应用

为减少路基沉降,通常采用轻质填料填筑路堤,其中常用的填料有粉煤灰、土工泡沫塑料和泡沫轻质土。通过工程实例,介绍了这3种填料在路堤中的填筑方法,并结合不同路堤高度、不同填料的工后沉降量及工程造价,对工程设计方案进行了比选。

软土地区引水沉井沉降预测

软土地区用于穿管用的沉井回填期间及回填后的沉降直接关系到引水管线安全,但现有计算理论很难对沉井沉降进行可靠预测,尤其是软土地区采取了各种减沉措施的沉井沉降。本文选取宁波软土地区一重大引水工程,对2个采取减沉措施的工作沉井和2个未采取减沉措施的接收沉井进行了沉降变形长期跟踪监测,监测结果表明:该区域沉井下沉性状与沉井参数关系较小;沉井沉降主要发生在沉井回填施工期间,回填完成后10 d内沉降基本稳定;对4个沉井的沉降监测数据进行分析统计,通过多个回归模型对比后发现,双曲线模型预测法具有较好适配性,预测曲线与实测沉降曲线良好吻合,可用作引水全线沉井沉降的预测,为该区域引水管线的安全提供可靠的技术支持。

高速公路拼接段沉降变形特性及地基处理方案研究

为保证改扩建高速公路建设水平,文章分析了高速公路的拼接方式和新旧路基不均匀沉降机制,以某高速公路“四改六”项目为研究对象,探讨了强夯法和水泥搅拌桩复合地基在拼接段地基处理中的应用。同时,利用有限元软件计算了拼接段地基在处理后的工后沉降和不均匀沉降变化规律。

不同预测方法在深厚软土路基沉降中的应用

珠三角广泛分布着深厚软土路基,其工后沉降是影响道路在运营过程中稳定性和安全性的主要因素之一。为了更好地研究深厚软土路基沉降发展趋势,本文依托工程实例,采用4种预测方法来拟合沉降监测数据,并结合实测数据对这些方法的精确度进行评估和对比,进而预测工后沉降。预测结果表明:对于经过塑料排水板、水泥搅拌桩这两种不同方式处治后的深厚软土路基,精确度最高的沉降预测方法均为双曲线法。经过板、桩处治后的软基工后沉降量均能满足规范要求,证明处治方案合理有效。

路基填筑施工和运营对下伏正交地铁的影响

依托拟建某机场高速公路路基路面填筑项目,其下伏正交运营地铁盾构隧道,建立路基路面-下伏盾构隧道-地基土体的三维有限元数值模型,模拟地表路基堆载施工和运营、地铁隧道内部列车行驶耦合作用下,对盾构隧道与路基路面的力学响应。结果表明:在地表道路施工堆载作用下,盾构隧道拱顶、仰拱位置与EB-W模型解的最大值分别为30.0、20.6、27.2 mm,其最大沉降位置位于盾构隧道中线处,沉降曲线大致呈“V”字形,路基与盾构隧道交叉处-20~20 m区域的竖向变形处于“危险值”状态;地表路基堆载作用对盾构隧道拱腰水平位移影响不大,左右拱腰最大水平位移分别为-4.2、4.0 mm,均小于10.0 mm控制值;地表路基施工完成后,隧道的竖向应力最大值约1.7 MPa;路基完工后,路基中线最大沉降值位于其底部,达到7.0 cm。

Secondary settlement estimation in surcharge preload subject to time effect of secondary consolidation coefficient

In order to eliminate the settlement underestimation in surcharge preload engineering, a study based on Bjerrum's creep diagram and the tangent slope definition of secondary consolidation coefficient was carried out to analyze the time effect of secondary consolidation coefficient of over consolidated soil, and a time–growth model for it was formulated. As Bjerrum's creep diagram is an idealized model, oedometer tests were performed to improve the above time–growth model of secondary consolidation coefficient for the purpose of achieving a better agreement with the actual ground situations. It is found that secondary consolidation coefficient of over consolidated soil not only decreases with the ratio of historical maximum to current effective stress of soil(OCR), but also increases with the development time of secondary consolidation. No matter how large OCR is, the long-term time effect of secondary consolidation coefficient of over consolidated soil is all significant. Based on the above results, a model for settlement estimation was formulated and a case study to estimate it indicates that the settlement estimated by our method is 2–5 times larger than that estimated by the previous method. Moreover, the larger the OCR is as well as the longer the service life is, the larger the difference between our method and the previous method is. Thus, the post-construction secondary settlement in surcharge preload engineering will be underestimated when neglecting the time effect of secondary consolidation coefficient in over consolidated state.

高速铁路中等压缩性土沉降试验研究

中等压缩性土在我国分布极为广泛,是我国高速铁路路基的主要承载地层。面对毫米级工后沉降控制要求,研究中等压缩性土地基处理方式对高铁路基设计与建设具有重要意义。通过现场试验,分析了不同地基处理方式下高铁中等压缩性土地基沉降变形规律。研究结果表明,中等压缩性土地基沉降实测推算值明显小于理论计算值,为计算值的0.6~0.8倍;路基填筑完成时,中等压缩性土层沉降完成比例约为50%,预压9个月后,完成比例为90%~95%,若能保证1年以上的预压期,可不考虑其对工后沉降的影响;砂桩加固可加快填筑期间的沉降完成比例,但由于该层土沉降完成较快,不处理、部分处理、全部处理在预压9个月后三者沉降无明显差别。本文研究成果可指导高速铁路地基处理方案选择。

高速铁路中低压缩性土路基工后沉降计算方法研究

控制高速铁路工后沉降是保证高速列车安全运营的关键。为解决目前路基工后沉降计算不准确的问题,从3个方面入手,建立适宜于高铁中低压缩性土路基工后沉降的计算方法。首先,利用基于变形时间效应的压缩层厚确定方法,提高了中低压缩性土压缩层厚度的计算精度;其次,基于众多高铁中低压缩性土路基实测数据,提出适应于高铁路基柔性荷载的中低压缩性土路基总沉降修正系数ψs,以及施工期沉降完成比例η。在此基础上,通过对比3个不同实际工点的工后沉降实测数据和计算结果表明,针对中低压缩性土路基工后沉降计算方法更符合工程实际,可为高铁中低压缩性土地基处理及路基铺轨提供依据。

21世纪以来牧民与草原生态环境关系的重塑:以新疆北部牧区为例

21世纪以来,新疆北部牧区牧民在非农产业务工就业和进入城镇生活的现象十分普遍,形成了“半农(牧)半工”的生计模式,进而促成牧区社会进入后定居时代。调查发现,定居后牧民面临着农牧业生产边际效益下降与草原生态环境快速退化双重暴露的困境,与草原生态环境的关系从平衡走向了失衡。在脱贫攻坚、乡村振兴及新型城镇化的推动下,新疆北部牧区牧民生计方式持续调整和优化,为重塑牧民与草原生态环境关系创造了新的机遇。因此,应持续优化牧民生计方式,推动新疆北部牧区走绿色发展之路,最终实现牧民与草原的和谐共生。

大厚度夯填黄土场地工后变形特性研究

以陕北某黄土沟壑区高填方黄土场地为例,利用多重监测手段对填方体进行了长期、连续的变形监测,利用监测成果分别研究了夯填黄土场地地表和深部的沉降变形及水平位移变形特性。对影响沉降变形的压缩层厚度因素及时间因素进行分析,建立多因素沉降变形回归模型,讨论了以沉降变形速率作为稳定标准,不同填方厚度条件下的填方体沉降变形稳定时间。分析表明:分层强夯回填黄土场地的最终工后沉降量约为压缩层厚度的1.29‰,填方体的地表水平位移量较沉降变形量小,地表水平位移变形在方向上指向填方体临空面方向或填土厚度较大部位方向;在深层变形特性上,填方体表现出表层回弹、深部压缩的变形特性,填方体的深层水平位移表现出呈随深度减小的趋势。

泡沫轻质土在高速公路扩建工程中的应用研究

以京沪高速公路沂淮淮江段扩建工程泡沫轻质土路基施工为背景,对掺入不同比例矿粉泡沫轻质土的湿密度、抗压强度、标准沉降率等性能进行研究,并在相同填筑高度情况下与常规填土路段的展开工后沉降对比。结论如下:泡沫轻质土的流值随着水胶比的增大而增大,其抗压强度随着矿粉掺量的增加而减小;采用泡沫轻质土施工的路段,其工后沉降量为普通填土路段的60%。

城市堤路结合工程变形控制措施研究

有效控制变形是城市堤路结合工程正常发挥防洪和交通双重作用的重要保障。基于南京长江岸线堤路结合工程典型断面,建立平面应变有限元数值模型,分析天然堆载、台阶加筋、深层水泥搅拌(DCM)及透水混凝土桩(PCP)工况等4种工况的变形分布与发展规律。研究结果表明:台阶加筋工况的整体变形规律与天然堆载工况基本一致,不进行软基处理将无法有效缩减新老堤防及地基的沉降和水平位移;DCM及PCP工况均能有效控制上部堤防及下部地基的沉降、隆起与水平位移,工后沉降均小于100 mm;PCP复合地基可在3.6%的低置换率条件下,将路面工后沉降减至43 mm,并将达到99%固结度的时间由365 d缩至155 d,变形控制能力整体强于DCM工况。PCP复合地基技术在变形控制标准高、建设周期短的软基地区堤路结合工程中具备良好的应用前景。

湿陷性黄土地区高填方地基工程关键技术问题与实践

以陕西省延安市某黄土高填方地基工程为研究对象,分析了我国西北湿陷性黄土丘陵沟壑区域开展挖填方工程面临的关键技术问题。详细介绍了工程的挖填方概况、工程地质和水文地质条件以及高填方地基设计和施工对策。结合场地形成的过程,对施工期及工后沉降监测数据进行分析,得到了黄土高填方场地形成过程中不同阶段地基沉降的特点和规律:填方区工后沉降量随填土厚度的增大而增大,填土厚度相近区域,原地基覆盖土层的厚度越大,工后沉降越大。

黄土沟壑区高填方地基工后沉降控制因素敏感性分析

【目的】研究不同控制因素对黄土沟壑区高填方地基工后沉降的敏感性,为高填方工程的设计施工提供科学依据。【方法】通过室内试验研究第四纪晚更新世(Q3)黄土的修正剑桥模型参数随竖向荷载、含水率、压实度的变化规律,并采用PLAXIS数值分析方法对影响高填方地基工后沉降的因素的敏感性进行对比分析。【结果】Q_(3)黄土的修正压缩指数、修正回弹系数和修正蠕变指数均随竖向荷载和含水率的增大呈先增大后减小的趋势,随压实度的增大呈线性增长趋势;填料的含水率、压实度与填方高度对高填方地基的工后沉降影响较大,沟谷底部宽度、坡度、原地基厚度、填土速率、桩长、桩间距及桩径等因素对其影响较小。【结论】黄土沟壑区高填方工程应尽量降低填方设计高度,控制填料含水率,使其接近最优含水率,且宜选在黄土层厚度不大、沟谷坡度大于75°、沟谷底部宽度小于100 m的区域。

黄土高填方场地工后沉降预测模型性能评估方法

工后沉降预测结果是黄土高填方场地变形稳定性评价和建筑物规划布局的重要参考依据。为遴选适合黄土高填方场地的工后沉降预测模型,基于某典型黄土高填方工程的实测沉降数据,分析了工后沉降曲线的变化规律和发展趋势,建立了17种回归参数模型,提出了模型预测效果的评价指标和方法。结果表明:(1)该工程填方区工后沉降历时曲线呈“缓变型”变化,土方填筑完工初期无陡增段,随时间增加沉降速率逐步降低,尚未出现沉降趋于稳定的水平段;(2)将外推预测误差、内拟合误差和后验误差比最小化作为综合控制目标,可遴选出理想的回归参数模型;(3)MMF模型(Ⅱ型)和双曲线模型具有较高的预测精度、较好的稳定性和较强的适应性,在17种模型中的预测效果最佳;(4)沉降数据的变化越平稳,模型预测效果越好;(5)增大建模数据的时间跨度,会提升预测精度,但增大至一定值后,预测精度提升效果不再显著。

高速铁路中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系

中低压缩性土是高铁路基的主要承载地层,对其性能的认知水平和处理技术直接决定了高铁路基沉降控制效果和建造成本。对中低压缩性土近十多年研究成果进行系统总结的基础上,首先,介绍高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系及其各重要组成部分;然后,分别详细论述了中低压缩性土变形特性与分类标准、毫米级工后沉降计算方法以及地基处理等核心技术;最后,通过工程实例从土性分类、工后沉降计算、地基处理措施以及监测反馈、评估等各环节,展示高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系在工程实践中的应用。结果表明,高铁中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系可以实现中低压缩性土判别分类、高精度沉降计算、经济适宜的地基处理、变形监控反馈的有效衔接,从管理角度实现建设、勘察、设计、施工、监测、评估各个单位的协同工作,达到动态闭环控制,确保高铁中低压缩性土路基满足“毫米级”工后沉降要求。

基于软土加固区跟随下卧层变形的高速铁路刚性桩复合地基计算方法

根据刚性桩复合地基主要受力区与潜在工后变形土体在深度上的相对位置关系,提出刚性桩跨越中浅部潜在工后变形土体,使加固区跟随深部土体变形,是刚性桩复合地基控制工后变形的两个关键。刚性桩跨越中浅部潜在变形土体后,工后沉降变形将主要来源于下卧层。此时,加固区跟随下卧层变形成为深部变形向上传递的主要特征。建立桩间土单元模型,分析桩顶结构及桩间距、桩径等参数对刚性桩跨越中浅部工后变形土体的调节机制,指出桩底选择良好的承载地层,并且穿过潜在工后变形土体足够的长度是跨越中浅部潜在变形土体的重要保证;建立深部变形向上传递时,加固区桩、土相互作用及其变形效应的简化分析模型,阐述加固区跟随下卧层变形的力学机制与计算方法。

超深基坑内支撑拆换撑过程中水平荷载在沉降后浇带中传递的研究与应用

基于星河雅宝高科创新园四A地块项目,针对北侧三排桩在拆换撑过程中的水平荷载无法连续传递问题,通过分析研究,设计了一种可在塔楼周围一圈沉降后浇带中进行传力的型钢传力带,确保了在沉降后浇带未封闭时可以提前插入内支撑拆除施工,从而实现了内支撑提前拆换撑,方便现场平面布置安排。