公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用研究

公路桥梁工程具有规模较大以及工程施工复杂程度相对较高等方面的特点,在建设施工过程中会遇到多种路况,需要根据路况制定出针对性优化策略,保证地基部分施工能够达到预期状态,以便实现理想化桥梁道路工程施工模式。在诸多工况中,软土地基所造成的影响最为突出,如果没有合理对其进行处理,很容易会造成地基塌陷以及后续施工不力等方面的问题,鉴于此需要科学开展软土地基施工。通过对软土地基施工原则的介绍,以实际案例分析为切入点,对公路桥梁施工中软土地基施工技术及其应用展开深层次探讨,旨在强化软土地基施工技术应用水平,保证公路桥梁工程建设质量。

典型软土地层管廊基坑垫层换撑可行性研究

针对基坑传统换撑方法换撑工序复杂,对管廊结构施工延续性及施工效率影响较大的问题,基于典型软土地层,以广东中山某管廊深基坑工程为背景,提出了利用垫层换撑的新方法.首先,对基坑进行三维Abaqus数值模拟并与实测数据进行对比分析;然后,提出垫层换撑方法并进行数值模拟正交试验,探究采用垫层换撑方法在拆撑后不同因素对基坑围护结构变形影响情况;最后,通过现场试验验证管廊深基坑垫层换撑新方法的合理性和可行性,并将垫层换撑方法与传统换撑方法对于围护结构水平位移影响进行对比.研究结果表明:影响围护结构变形的3个主要因素为垫层改良区域(垫层梁)厚度、混凝土强度等级和纵向钢筋直径,其中垫层改良区域(垫层梁)的厚度极差最大,为影响围护结构变形最显著的因素;垫层换撑现场实验在拆除底部横撑后,围护结构最大水平位移平均实测值仅为21.79 mm,有效解决了软土区围护结构易变形过大的问题,验证了垫层换撑方法的适用性;在基坑地层及开挖条件相同情况下,采用垫层换撑方法围护结构最大水平位移约为传统方法的84%,相较于传统换撑方法能够更好地控制基坑变形.

软土厚度不均匀地段CFG桩褥垫层厚度设计

褥垫层作为CFG桩软土加固技术的组成部分之一,其厚度的设计可以有效保证CFG桩技术的加固效果,在实际应用CFG桩技术时,常受到工程所在地的软土分布情况影响,通过分析桩体的应力扩散厚度以及桩体刺入褥垫层的厚度,计算褥垫层的设计厚度,通过实际软土厚度不均匀的桥梁工程案例进行验证,利用监测和模拟的方法,根据沉降量的变化情况反映最佳的CFG桩褥垫层厚度,经对比可知,最佳的CFG桩褥垫层厚度约为0.5 m,计算的褥垫层设计厚度为0.48 m,两者相较误差较小,通过计算得到褥垫层厚度可满足使用要求。

无砂垫层真空预压加固吹填淤泥场地道路软基的应用

吹填淤泥场地的道路工程建设面临着软基难题,传统的有砂垫层真空预压技术虽有效,但存在造价高、工期长等缺点。文章结合实际工程案例,探讨了无砂垫层真空预压技术在加固吹填淤泥场地道路软基中的应用。通过分析十字板剪切试验、土工试验、载荷试验等实测数据,评价了该技术的道路深厚软基加固效果。结果表明,无砂垫层真空预压能显著提高加固范围内道路软基的承载力和稳定性,有效控制沉降变形,达到了理想的加固效果。

碎石桩-水平垫层联合法处理软土路基的数值仿真分析

软土具有透水性差、强度低、压缩性高等缺点,因此,在软土上修建道路易发生沉陷、坍塌等问题。依托江苏省某软土地区道路修建工程背景,采用有限元软件Plaxis2d建立路堤模型,模拟了软土路堤填筑过程,分析了经碎石桩-水平垫层联合法加固后的地表沉降和地基承载力规律,评估了碎石桩-水平垫层联合法的加固效果。研究表明,经碎石桩-水平垫层联合法加固后的地基承载力较天然地基提升了近4倍,可到316.85kPa;受非均布堆载影响,路堤填筑过程中会产生不均匀沉降,且碎石桩桩身会发生鼓胀变形。加设水平垫层后,地表最大不均匀沉降以及桩身最大鼓胀分别减小了约17.1%和16.9%,说明加设水平垫层对地表沉降和桩身位移限制作用显著。

碎石桩-水平垫层联合法处理软土路基的数值仿真分析

软土具有透水性差、强度低、压缩性高等缺点,在软土上修建道路易发生沉陷、坍塌等问题。依托江苏省某软土地区道路修建工程背景,采用有限元软件Plaxis2d建立路堤模型,模拟了软土路堤填筑过程,分析了经碎石桩-水平垫层联合法加固后的地表沉降以及地基承载力规律,评估了碎石桩-水平垫层联合法的加固效果。研究表明,经碎石桩-水平垫层联合法加固后的地基承载力较天然地基提升了近4倍,可到316.85kPa;受非均布堆载影响,路堤填筑过程中会产生不均匀沉降,且碎石桩桩身会发生鼓胀变形。加设水平垫层后,地表最大不均匀沉降以及桩身最大鼓胀分别减小了17.1%和16.9%,说明加设水平垫层对地表沉降和桩身位移限制作用显著。

软基环境下道路桥梁沉降问题的施工技术改进

软基一直是道路桥梁施工中的难题,如果不能做到妥善处理,可能引发道路桥梁沉降,埋下严重的质量安全隐患,威胁交通运输安全。结合实际案例,提出了加筋土工格栅改进工艺方案,同时总结了工艺流程及要点,经验证该方案有效控制了沉降,可为类似工程提供借鉴。

软垫层末端应力奇异性数值模拟

本文采用非线性有限元中的接触模型,以龙滩水电站坝内压力钢管某设计方案为例,通过平面有限元数值模拟,全面分析设置软垫层后钢衬及混凝土的受力性态,研究软垫层末梢应力集中问题以及软垫层渐变段坡比、接触界面摩擦状态对混凝土环向局部应力峰值的影响。数值仿真结果表明:钢衬-混凝土接触界面存在的摩擦力对混凝土环向拉应力分布和峰值影响明显,较低的摩擦系数使界面接触压力分布趋于均匀,同时减少混凝土环向拉应力峰值。由于钢衬在软垫层末梢附近区域不能满足完全径向变形协调,钢衬-混凝土接触界面将出现局部微小张开区,形成软垫层末端应力奇异性;钢衬应力峰值应包括内水压力产生的膜应力与局部非协调变形产生的弯曲应力的叠加效应,设计恰当的软垫层渐变段坡比是减少钢衬和混凝土应力峰值的工程措施。

全向式多室连通气囊的缓冲特性研究

气囊缓冲技术广泛地应用于汽车、航空和国防工业等领域中。基于非线性有限元软件LS-DYNA,建立全向式多室连通气囊软着陆系统的有限元模型,用试验验证模型的准确性,并完成软着陆过程的仿真分析。通过合理设计工况,对全向式多室连通气囊的吸能特性进行研究,分析初始囊压、气囊直径、隔膜内孔直径和通气孔直径等对缓冲特性的影响。研究结论可指导全向式多室连通气囊着陆系统的设计。

CFG桩复合地墓褥垫层效用的有限元分析

本文采用有限元数值分析方法，对ＣＦＧ桩单桂带台复合地基褥垫层的效用进行了研究分析，并提出了一些见解。

海陆交互相软土区CFG桩复合地基工作机理

依托某滨海水闸地基处理工程,利用数值分析软件,分析了海陆交互相软土区CFG桩复合地基的工作机理。结果表明:随着荷载的增大,桩体荷载分担比随之增大,且桩土应力比与荷载呈现较好的对数增长关系,其对数拟合参数值受褥垫层厚度影响较大;设置褥垫层对复合地基的桩土应力比有显著影响。当不设置褥垫层时,桩顶应力集中明显,不利于土体承载力发挥,降低了其实际承载力;当褥垫层厚度为桩径的一半左右时,复合地基承载力增加较为显著;褥垫层厚度为50 cm时虽然其承载力有所增加,但经济成本相对提高,并且承载力提高幅度不大。

基于离心模型试验的软土地基路堤加筋垫层效应研究

为了考察软土地基路堤的加筋垫层效应,进行4组不同垫层结构处理软土地基的离心模型试验,测试软土地基的沉降变形、垫层拉力和路堤基底压力等数据。测试数据表明:设置加筋垫层能有效减小并匀化软土地基在上部路堤荷载作用下的沉降变形,约束地基水平变形,且刚性垫层的效果好于柔性垫层;柔性垫层具有一定的匀化路堤基底压力的能力,基底压力的分布与垫层结构形式及路堤荷载的大小相关;随路堤荷载的增加,刚性垫层的水平拉力呈M形分布,柔性垫层筋带拉力由M形分布逐渐过渡为"锅底"状分布,若忽略地基的摩擦力,刚、柔性垫层中路肩下拉力可分别用静止土压力公式和朗肯主动土压力公式估算。

考虑加筋垫层的堤坝下软基稳定分析法

土工织物加筋垫层对堤坝下软基稳定性的贡献主要有两方面，即织物与土间的摩擦作用及加筋垫层的应力扩散作用。这两个贡献改善了地基的应力状态，提高了地基的稳定性。现行的加筋堤基稳定分析法未考虑这些贡献，使计算的安全系数提高很少。本文提出了综合考虑这两种效应的稳定分析法，同时将现行圆弧滑动条分法中计算土条重量，改为计算土条底面处的总应力分量，该总应力分量为土条地基部分自重应力分量与填土附加应力分量之和。使计算方法更为合理，经过工程实例的验算，计算安全系数大幅度提高，并与实测结果较为符合。

不同垫层材料对刚-柔复合桩基受力变形性状的影响

采用有限元程序 ,分析了垫层对均布荷载作用下刚 -柔组合桩基的影响 ,结合杭州白荡海小区不同垫层材料的刚柔 4桩复合承台荷载板试验 ,分析了刚柔复合桩基中垫层。

复合加筋排水褥垫加固路基有限元计算

复合加筋排水褥垫是针对沿海缺砂地区开发的,具有水平排水与加筋作用的一项新型专利技术,可取代软基加固中的排水砂垫层。采用二维平面应变Biot固结有限元模型对复合加筋排水褥垫软土路堤进行了数值模拟,结果表明复合加筋排水褥垫可以满足水平排水要求,另外与传统的水平排水砂垫层相比,该技术可降低地基附加正应力和超孔隙水压力,有效抑制路基侧向变形的发展,减小路基沉降与不均匀沉降,提高路基稳定性,加筋效果显著。

软着陆气囊缓冲特性与参数设置的理论研究

将软着陆气囊的缓冲过程分解为绝热压缩和排气释能两个过程,从热力学和刚体动力学的基本方程出发,建立了软着陆缓冲过程的理论分析模型,并给出了缓冲响应的数值计算方法。针对立式软着陆气囊的参数设置和缓冲响应估计问题,给出了固定排气口型气囊和可控排气口型气囊相关参数的设计方法,同时以一个无人机模型的软着陆回收为例进行了缓冲响应仿真。基于简化模型及缓冲过程状态参数-时间特性曲线,分析研究了未设置排气口、固定型排气口与可控型排气口气囊的缓冲特性及其应用优劣,为工程与研究人员提供了气囊尺寸估算、缓冲系统性能预测、排气口面积选择与主动控制律设计的理论依据,研究结果具有明确的工程参考价值。

土工格栅加筋垫层工作特性分析

通过模型试验结合三维数值模拟的方法,探讨了在软土地基上碎石垫层和加筋碎石垫层的工作特性;分析了不同垫层厚度、土工格栅、格栅层数等参数变化,对碎石垫层和加筋碎石垫层变形模量、竖向应力场、沉降变形的影响。研究结果表明:1)土工格栅加筋垫层应力扩散效果明显强于纯碎石垫层,从而降低了垫层的总体沉降;2)垫层内部应力由底端向顶部发展,当荷载较小时,垫层底部先出现应力集中现象,随着荷载增大,应力集中区域向顶部靠近;3)随着格栅层数的增加,加筋垫层的应力集中区及沉降量的范围有所减小。

关于水轮机蜗壳结构不平衡水推力初步研究

为研究内水压力作用下水轮机蜗壳产生的不平衡水推力,采用裸壳和三维实际结构2种计算模型进行有限元计算分析。结果表明:进口附近有伸缩节无止推环的保压蜗壳在运行期座环要承担较大不平衡水推力的受力状态与施工期受力状态有较大差别;垫层蜗壳蜗向局部设垫层时,座环承担的不平衡水推力明显大于垫层全包时的不平衡水推力。应重视不平衡水推力的不利影响。

软土地基上加筋碎石垫层工作性状试验研究

通过模型试验研究了加筋和不加筋碎石垫层在软土地基上的承载特性,分析了垫层厚度、加筋材料、加筋层数、筋体布置位置等因素对垫层承载特性的影响。结果表明:垫层厚度对地基沉降影响明显,合理的垫层厚度能有效地降低地基的沉降;加筋后的碎石垫层对降低地基沉降的效果更明显,同等条件下,土工格室的加筋效果优于土工格栅;加筋层数及筋体布置位置对加垫碎石垫层承载特性有一定影响,层数越多加筋效果越好,将筋体布置在垫层下部时效果最好;加垫层能在一定程度上提高地基基床系数,其中土工格室加筋碎石垫层对提高地基基床系数效果最好。

软弱滩涂上堤基细砂垫层的适用性研究

结合浙江省平湖市白沙湾—水口围涂一期工程实例及相应原位监测成果,从堤坝工程对砂垫层的渗透性能需求着手,探讨土工织物加筋和细砂垫层应用于软弱滩涂海堤工程的可行性。数值分析结果表明,基于对固结、变形和稳定的综合考虑,在实际选择砂源时,作为水平排水体的砂垫层渗透系数最好大于5×10-3cm/s;土工加筋对堤基的沉降和孔压影响不大,对提高堤基的整体稳定性作用显著。当细砂垫层由于渗透系数不满足稳定要求时可采用土工织物加筋。实践结果表明,对于场地附近区域缺乏碎石料而砂源充足的软弱滩涂上的堤防工程,采用细砂作为水平排水垫层兼以土工织物加筋是可行的,所得结论和规律可为类似工程提供理论支持,并指导设计和施工。