冲击碾压法快速处置粉土路基的应用研究

针对黄河冲积平原区粉土路基填料受含水率影响较大、难以晾晒、普通碾压技术难以压实、生产效率低的特点,选择冲击碾压法对路基分层填筑施工。通过调整路基分层填筑厚度和压实遍数进行现场冲击碾压试验,检测路基表面沉降量、峰谷高差、压实度及路基承载力,并对比分析了3种不同虚铺厚度粉土路基的冲击压实效果。结果表明:表层土体压实度达到或超过93%后,压实度增长曲线出现拐点,继续碾压对提高土体压实效果影响越来越小,较难使层底土体压实度达到96%;路基填料允许的含水率ω范围为ω_(opt)-4%≤ω≤ω_(opt)+4%(ω_(opt)为最佳含水率);推荐的最佳虚铺厚度为0.8m,最适宜冲击碾压遍数为20,最佳碾压速度为10~12km·h^(-1);建议把沉降量和峰谷高差作为检测压实效果的辅助指标。

粉质粘土路基冲击压实动力响应数值模拟研究

依托实际工程,应用有限差分软件FLAC 3D分层建立高速公路粉质粘土路段路基模型;通过在路基模型顶面施加1次动力荷载和施加不同次数动力荷载,对路基模型的动力响应进行数值模拟分析,研究了冲击作用下动应力、竖向位移沿深度和径向距离的变化规律。结果表明:冲击轮冲击路基表面破坏土体结构,从而使路基土体密实,冲击碾压加固路基效果显著;土体中加固区近似为椭球体,其剖面为椭圆形;土体中动应力、竖向位移沿径向的衰减速度大于竖向的衰减速度,径向的影响宽度小于竖向影响深度;当冲击压路机保持正常的工作速度12km·h-1,路基填筑高度为1m时,冲击碾压次数宜在20次左右。

重力式联合土层锚杆挡土墙支护高路堤技术研究

重力式联合土层锚杆挡土墙是由传统重力式挡土墙联合土层锚杆形成的一种新型挡土墙。由于锚杆的施加,挡墙土压力分布规律发生了明显改变。为了揭示该类型挡土墙在施工期和运营期的受力特性,结合长深线青临高速第3合同段工程,现场埋设土压力盒、锚杆测力计等监测仪器,对挡土墙进行了土压力及锚杆受力监测。监测结果表明,增加填土高度、安置锚杆及运营期的增加都对侧向土压力的影响很大,侧向土压力呈S形分布。上层锚杆表现为受压,压力值近墙端往远端不断减小,下层锚杆表现为受拉,锚杆中间位置拉力最大。

浸水粉土路基竖向稳定性模型试验研究

针对黄河冲积平原区低矮粉土浸水路基进行足尺模型试验研究,主要研究了不同浸水条件下,粉土路基在分级循环荷载作用下的受力、竖向变形特性。研究证明:黄泛区粉土路基具有强烈的毛细现象和水敏特性;新建及浸水粉土路基中路床区附加应力值较大,后沿深度急剧减小;浸水路基强度衰减现象明显,超载作用下,弹、塑性变形显著,且变形值随着浸水水位的上升而不断增大;路基塑性变形易在饱水区积聚发生,该区域在低应力水平下亦会产生较大的塑性变形。

强夯加固粉土地基地面振动衰减规律研究

为研究强夯加固粉土地基地面振动衰减规律并确定强夯影响范围,依托济南-东营高速公路工程,对不同夯击能强夯加固粉土地基地面振动的速度幅值及振动频谱进行了现场测试,并基于测试数据通过量纲分析推导了强夯加固粉土地基地面振动衰减规律的计算公式。研究表明:(1)地面振动速度随距离增加呈现出不同的衰减区;(2)单击夯击能越大,强夯施工对邻近环境不利影响的范围越大,单击夯击能相同时夯击次数越多,对邻近环境影响范围越大;(3)地面振动衰减与夯击能和夯锤面积相关,随夯检距离呈负幂函数衰减,量纲分析推导出粉土地基地面振动衰减公式,经验证是合理的。

管桩水平承载特性室内模型试验研究

目前规范中管桩的水平承载设计仍参考普通灌注桩,设计偏于保守。为了揭示管桩在水平荷载下的承载机理及群桩效率综合系数的安全储备值,进行了室内缩尺模型试验。结果表明:管桩单桩和群桩承载力试验值均大于规范计算结果,得到的群桩效率系数是规范法计算值的1.2~1.5倍。研究成果可为今后水平承载管桩的设计工作提供参考依据。

对拉式挡土墙受力特性试验研究

揭示对拉式挡土墙土压力分布规律可以更好地推广应用该类挡土墙结构形式。为此,设计了室内模型,埋设土压力盒、锚索测力计等监测仪器,研究填土过程中对拉式挡土墙基底土压力、侧向土压力、锚索拉力的变化规律,及预应力和锚杆失效对侧向土压力的影响。试验结果表明:随着填土增高,挡墙有外倾趋势,使得基底外侧压力较内侧大;锚杆拉力随着顶部荷载的增加而增大;侧向土压力呈抛物线型分布;对锚杆施加预应力能够提高挡土墙的承载力。

黄河冲积平原PHC管桩双桩水平承载性能现场试验研究

目前规范中管桩的水平承载设计仍参考普通灌注桩,造成设计偏于保守。为了揭示管桩双桩在水平荷载下的承载机理及群桩效率综合系数的安全储备值,结合黄河冲积平原某工程进行了现场试验。结果表明:管桩双桩承载力试验值大于规范计算结果,得到的群桩效率系数是规范法计算值的1.20~1.35倍。研究成果可为今后同类地区水平承载管桩的设计工作提供参考依据。

强夯作用下地基超孔隙水压力的变化规律现场试验研究

通过在济（南）乐（陵）高速公路试验区地层不同深度埋设孔隙水压力计,观测并分析强夯过程中超孔隙水压力的变化规律。结果表明：在1 500 k N·m夯击能夯击后,强夯最大影响深度可达8.5 m,有效加固深度约为6 m,有效加固深度系数为0.490;浅层超孔隙水压力增量大于深层超孔隙水压力增量;强夯径向影响宽度可达6 m,有效加固宽度为2-4 m;单点夯后6 h超孔隙水压力趋于稳定,24 h超孔隙水压力基本消散。另外,通过室内标准贯入度试验验证了该地基采用强夯处理后加固效果明显,7 m深度内土体地基承载力大幅提高。

强夯加固粉土地基超孔隙水压力增长规律研究

黄河冲积平原地层以粉土和粉质黏土为主,为研究该地区强夯加固地基的超孔隙水压力增长规律,进行了强夯现场试验。通过对超孔隙水压力的现场监测及试验结果的统计分析得出:夯击次数和地层埋深影响超孔隙水压力增长规律;其增长模式符合指数曲线模型,基于该模型推导出的超孔隙水压力增长计算公式经验证是合理的;随着夯击次数增加,浅层土体最先出现液化,随后液化区域逐渐加深;地下水位较高时,可以实施降水以降低临界液化深度,从而实现连续多次夯击。

透水性混凝土桩在黄泛区粉性土地基中的加固机理及效果研究

透水性混凝土桩兼顾高强度与透水性,应用在以粉土、粉质黏土为主的黄河冲击平原区能有效地加速土体固结,减少工后沉降。为了从机理上对透水性混凝土桩应用于黄泛区平原地基处治的效果进行研究,基于室内模型试验,填料选用粉质黏土并分层进行注水、静置.确保其完全饱和.透水性混凝土桩体选择3种不同的空隙率,采用快速荷载法分级加载,对透水性混凝土桩复合地基承载特性及桩周土孔隙水压力消散规律进行了研究。得出如下结论:透水性混凝土桩能显著提高复合地基承载力,提高幅度在80%以上;加载过程中桩周土体的超静孔压得到了迅速的消散,桩周土体强度较原始强度提高了60%左右,且影响区域的半径在2.5倍桩径以上。

群桩水平承载特性数值模拟研究

针对目前群桩基础水平承载特性研究落后于工程应用的现状,采用数值分析的方法研究了软土地基管桩群桩基础在水平荷载作用下的承载特性。计算结果表明：群桩承受水平荷载时,承台前土体压缩变形范围明显小于承台后受拉变形范围;随着桩间距的增加,群桩侧向影响范围逐渐减小,而深度影响范围和桩顶位置处弯矩逐渐增大;相同水平荷载作用下前桩最大弯矩值明显大于后桩,前排桩桩身剪力零点位置高于后桩;当桩距达到6~8倍桩径时,群桩效应明显降低。

透水性混凝土桩在桥头跳车处治中的适用性研究

桥头跳车现象作为高速铁路、公路建设的质量通病,严重影响了行车的舒适性和安全性。为降低桥头跳车的危害,本文结合正在施工的济(南)东(营)高速公路,对透水性混凝土桩在桥头跳车处治中的适用性进行了研究。结果表明:透水性混凝土桩单桩承载力高、透水性强,有利于压缩层在施工期的排水固结,可有效减小软土地基的工后沉降量,对于处治8 m以下路基填高的小桥涵及桥头地基效果明显。研究结果为黄泛平原区透水性混凝土桩处治桥头跳车问题提供了理论依据。

基于室内模型试验的锚拉式挡土墙力学特性研究

为了研究锚拉式挡土墙在非极限状态下土压力分布及墙体位移变化规律,从力学角度分析了锚拉式挡土墙的作用机理,并基于加筋原理揭示了设置锚杆具有提高墙背土体强度的作用。设计制作了室内模型试验装置,开展了一系列不同预应力水平、不同竖向荷载及二者耦合作用的室内试验。通过分析试验数据,得到了不同影响因素下的土压力合力变化规律及合力作用点位置。结果表明:锚拉式挡土墙由于锚杆的侧向约束作用,墙背土压力峰值出现在锚杆位置处;分级施加竖向荷载,墙身呈现底部位移略大的平动模式(T模式)外倾;分级施加锚杆预应力,墙身呈现底部位移略大的向外平动位移模式(T模式);二者耦合作用下,墙体呈平动叠加绕墙底转动模式(T+RB模式)内倾,但位移量较小;墙背土压力在预应力、竖向荷载及二者耦合作用下均介于静止土压力与被动土压力之间;所得结论对工程实践具有指导意义。

对拉式挡土墙稳定性模型试验研究

为研究对拉式挡土墙失稳时的力学响应规律,设计了室内模型试验,监测并分析了对拉式挡土墙在倾覆破坏和沉降破坏时墙背侧向土压力分布特征及拉筋应力的变化规律。研究结果表明,在对拉式挡土墙发生倾覆破坏时,倾覆端侧向土压力普遍增大,整体呈抛物线形式,沉降端土压力普遍减小;单拉筋条件下的沉降破坏,随着沉降量的增加,拉筋应力逐渐增大,倾覆端土压力在拉筋作用下呈现出倾覆破坏时的土压力分布,沉降端土压力整体呈先增后减的趋势且拉筋上部土压力变化幅度远大于拉筋下部;多拉筋条件下的沉降破坏,上部拉筋钢筋应力迅速减小,下部拉筋迅速增大,其墙背土压力与单拉筋条件下的墙背土压力相似,因此,在易发生不均匀沉降地段的对拉式挡土墙应加强下部拉筋及挡土墙墙身的强度。

黄泛区粉土冲击碾压动力特性研究

黄泛区粉土含水率高、强度低、普通压实机械难以压实,因此选择冲击碾压设备对黄泛区粉土路基进行压实。为研究冲击碾压动应力传播规律,该文对冲击碾压加固黄泛区粉土进行现场试验,通过在现场布设土压力盒等监测设备,研究动应力随时间、深度和横向距离的变化规律。结果表明:动应力随时间呈对称分布;动应力随着深度增加而逐渐减小,0~1.6m内递减较快,超过1.6m后递减较慢;动应力沿横向1m范围内衰减速率较快,横向1m位置处衰减率最高可达83%;当碾压15遍时,动应力达到最大,超过15遍后,动应力有所衰减。研究结果对冲击碾压技术在黄泛平原区路基压实有一定指导作用。

沉降杯在公路路基沉降观测中的应用

介绍了沉降杯的基本构造及工作机理,结合具体工程,叙述了沉降杯观测路基沉降的方案、具体的埋设工艺以及观测方法,并对沉降杯的观测结果进行了简要分析。

公路路基养护现状分析

采用问卷形式对全国各省进行了路基养护现状调查,涉及到路基养护管理现状、路基病害分类、路基检测方法和路基养护维修技术。根据问卷调查,提出城市公路路基维修应配备专项养护资金,确定路基安全巡视的最低频率。应加强重点区域的日常巡查,采用低成本、环保的路基维修技术。同时应尽早出台相应的路基养护规范指导路基养护工作。

单层注浆锚杆锚拉式挡土墙锚杆轴力分布规律研究

注浆锚杆轴力的确定是锚拉式挡土墙设计的关键步骤,目前大多依靠经验公式进行确定,其设计的合理性及安全度不能有效保证。结合青临高速锚拉重力式挡土墙的工程实例,设计制作了室内模型试验,并结合ABAQUS有限元软件数值分析结果,分析了锚杆轴力的分布规律。现场试验结果表明,锚杆近墙端拉力较大,远墙端拉力较小,锚杆轴力由近墙端至远墙端逐渐减小,且整体上随着填土高度的增大而增大,这与数值模拟结果规律比较吻合,该结论为锚拉式挡土墙设计计算提供了理论依据。

动水荷载作用下粉土围坝力学响应研究

为揭示动水荷载作用下粉土围坝力学参数的变化规律,通过室内试验和数值模拟,分别研究了干湿循环及风浪影响下粉土围坝的力学响应。结果表明:原状粉土在经历2次以上干湿循环后,抗剪强度显著降低,且随干湿循环次数的增加,降低幅度逐渐减小;在周期性波浪荷载作用下,粉土围坝迎水坡产生震荡超孔隙水压力,且随时间动态累积,有效应力降低严重;孔隙水压力增大到一定值后将趋于稳定,孔压稳定时间随波浪周期的增大而增大。该结论的得出为天然粉土坝坡的短期和长期稳定性评价、揭示粉土围坝滑坡机理以及建立坝坡坍塌预测模型奠定了理论基础。