路基振动压实过程中振动波传播规律

通过有限元软件建立考虑阻尼比、弹塑性本构关系的振动压路机-填料耦合数值仿真模型,得到振动压实过程中振动压路机及填料动力响应曲线,探究振动压实过程中振动波垂直及水平方向传播规律,提出了基于振动波的填料压实质量综合判别方法。结果表明:结合现场实测振动压路机及填料动力响应曲线,振动压路机-填料耦合模型能够较好地模拟填料振动压实过程;在垂直方向,加速度幅值的衰减呈现先快后慢的趋势,且在填料深度为0.5 m时衰减率达60%,路基深度为1.5 m时衰减率达90%;在填料表层水平方向,已压实土体与虚铺土体距压实作用点分别为0.8、0.5 m处,峰值衰减率均达90%;提出了基于振动波传播衰减率降低、动响应幅值增加与归一化动响应滞回圈的椭圆率增加的填料压实质量综合直接判别方法。

断层错动下隧道的变形特征与重点设防区段

针对活动断层错动下隧道安全性难题,以常见的马蹄形隧道为例,通过开展室内模型试验以及三维数值仿真计算,分析活动断层错动下隧道变形特征,确定重点设防和监测区段以及隧道断面上的重点监测位置。结果表明:活动断层走滑错动下,围岩、衬砌沿隧道走向变形规律基本一致,即上盘区域整体变形保持一致,与施加的断层错动量大小基本一致;围岩、衬砌的整体变形沿隧道纵向呈逐级递减趋势,最后稳定且趋于0。随着错动量的增大,断层错动的影响区域逐渐扩大,变形递减的斜率逐渐增大,围岩变形沿纵向变化模式逐渐由指数衰减向线性衰减过渡,当走滑量小于等于1 m时,围岩的潜在破坏区域约为30 m;随着错动量增大至2、3、4 m时,围岩变形近似呈线性且向远离断层方向逐渐衰减。建议监测穿越活动断裂隧道时对断层上盘30 m内重点变形监测,监测隧道断面时根据实际情况适当加强拱腰的应力监测。

高速铁路黄土路基注浆扩散范围模型试验研究

依托大西(大同—西安)高速铁路沿线典型湿陷性黄土路基工点,开展室内注浆模型试验,分析了浆液在黄土体中的扩散特征与劈裂现象,并对注浆后强度提升效果进行了研究。结果表明:浆液的扩散范围随着注浆压力的增大而逐渐增大;当注浆压力较小时并未出现劈裂现象,而当注浆压力增加到0.3 MPa时出现了劈裂现象,且劈裂范围也随着注浆压力的增大而增大;原状黄土体的黏聚力为115.762 kPa,内摩擦角为47.26°,而注浆后土体黏聚力为186.837 kPa,内摩擦角为49.93°,且在50~250 kPa垂直应力的作用下抗剪强度至少提升了25%以上,注浆后强度提升效果明显。

明挖隧道回填压实过程中填土与衬砌的位移响应

以成都一轨道交通项目下方明挖隧道为背景,采用ABAQUS软件建立了明挖回填的机-土耦合三维有限元模型,分析了在不同振动碾压车速以及强弱振作用下填筑体以及衬砌的位移响应特征。结果表明:在振动碾压的过程中,位移以及加速度场都呈枣核形传播规律;整体上,位移随着水平距离的增加呈现出减小的趋势,车速为4.5 km/h时对填筑体表面的影响作用较为明显;垂直方向上的位移随着车速改变所产生的变化并不是恒定的,但是相比于弱振,强振对位移造成的影响作用始终是比较明显的;对于衬砌而言,在水平方向0~12 m内位移随速度增加呈现出递减的趋势,而在38~50 m内呈现出位移随速度增加而递增的趋势,并且拱顶处的位移是大于两侧拱腰的,左侧拱腰与右侧拱腰的位移基本接近;当车速为3.0 km/h时,碾压过程对衬砌造成的影响是比较小的。