粉性土路堤变形的有限元分析

粉性土路堤在不同行车荷载、不同压实度、不同填筑高度下的变形和应力有限元计算结果表明：超限车辆引起粉性土路堤的过大变形是导致半刚性沥青路面结构疲劳开裂的重要因素．路堤填筑高度大于8m后，路堤内的应力应变急剧加大，大大超过路基顶面的容许弯沉．提高粉土路基的压实度，特别是提高90％，93％区的压实度能有效地降低路基的变形，改善路面结构的疲劳拉应力状况．     

黄河冲积粉砂土的可塑性与压实控制标准分析

分析了黄河冲积粉砂土的自身物理力学与压实性能 ,通过可塑性试验、级配分析、击实试验和压缩性试验 ,指出液、塑限和塑性指数不宜作为评判黄泛区粉砂土工程性质的标准 ,空气体积率作为该类土的压实控制标准比压实度更为合理 ,建议取消路基 90区压实度标准 ,把下路堤压实度提高到 93% ,上路床提高到 98% .     

黄泛区公路地基压实标准的研究

采用有限差分的计算方法，分析了黄泛区公路地基在不同压实度和压实深度条件下的沉降规律，提出了地基的压实标准和处置技术措施.研究认为，对高度＜6m的路基，保证90%的压实度对减少路基的工后沉降变形至关重要.对高度＞6m的路基，提高地基压实度，特别是将压实度由90%提高到93%，对降低地基沉降的作用不大.加大地基的压实深度，与提高压实度表现出相似的规律性，但对降低地基沉降的效果更明显.应根据路基高度提出地基的压实控制标准.路基高度≤2m，地基表层30㎝压实度应≥93％；路基高度2～6m，地基表层30㎝压实度应≥90％；路基高度＞6m，地基表层30㎝压实度应≥85%.指出采用强夯、冲击碾压实地基，是黄泛区经济有效的工程技术措施.     

土路基填筑压实度试验

对试验路段进行了路基压实试验,然后分析了影响土路基压实的各种因素．实验结果表明土的含水量和填筑厚度对压实度的影响最大;同时还获得了影响土路基填筑压实的有关参数,可供类似路基填筑参考．     

平坦地基上山区高填方路堤变形及稳定性分析

山区地形地貌多变,地基条件复杂,高填方路堤的不均匀变形和失稳破坏时有发生.针对山区高路堤的基本特点,利用有限元法分析了平坦地基上高填方路堤的工程特性及不同填方高度、软弱地基厚度、填筑速率、压实度下山区高路堤的弹塑性固结问题,得出山区高路堤变形与破坏问题的规律.利用此规律可以较为全面地认识山区高路堤的变形与破坏形态,有效地指导实际施工.     

列车振动荷载下铁路粉土路基的长期沉降

结合路基粉土在循环荷载下的动力特性试验,提出动回弹模量与累积变形的预估模型.通过动力有限元分析并与现场实测相比较,研究在列车荷载作用下铁路粉土路基的动应力响应.建立列车在运行条件下铁路粉土路基长期沉降的计算方法,探讨列车速度、轴重、轴载次数以及道床、路基参数等对路基长期沉降的影响.研究表明:当线路平顺性较差且路基压实系数不高时,铁路粉土路基的长期沉降随列车速度提高线性增大,随轴载次数增加先快后慢增长,且列车轴重越大或路基压实系数越低,沉降速率越快;当粉土路基压实系数较低时,适当增加道床厚度或提高路基压实系数均能显著减小路基长期沉降;在列车动载下铁路粉土路基的长期沉降存在一个"临界影响深度",路基压实系数越低,影响深度越大.     

基于PFWD碎石土路基压实快速检测与均匀性评价方法

为了研究碎石土路基压实的快速、无损检测及压实均匀性的评价方法,提高碎石土路基的压实质量,采用水准测量和PFWD对碎石土路基的沉降差和变形模量进行了定点采集,建立了碎石土路基沉降差与变形模量Evd的关系,提出不同沉降差要求下的Evd压实检测标准;通过对典型路段压实跟踪检测,对其压实质量进行了评价;通过对碎石土路基变形模量的高密度检测,建立了路基顶面的变形模量的三维模型,定义了路基压实均匀的指标,并对其压实的均匀性和压实的薄弱区域进行了评价.研究结果表明,根据沉降差与Evd的关系,采用PFWD无损检测可以快速、有效地评价碎石土路基的压实状态,定义的均匀度指标可以用于评价路基压实的均匀性,通过对薄弱区域的补充压实,可以提高碎石土路基压实的均匀性.     

黄河冲积粉砂土的可塑性与压实控制标准分析

分析了黄河冲积粉砂土的自身物理力学与压实性能，通过可塑性试验、级配分析、击实试验和压缩性试验，指出液、塑限和塑性指数不宜作为评判黄泛区粉砂土工程性质的标准，空气体积率作为该类土的压实控制标准比压实度更为合理，建议取消路基90区压实度标准，把下路堤压实度提高到93％，上路床提高到98％。     

压实度和含水率对含砂粉土性质的影响

基于静三轴试验,分析不同含砂量、压实度和含水率对粉土应力-应变曲线和抗剪强度指标的影响.试验结果表明,相同围压下增加粉土中含砂量,粉土峰值强度呈增加趋势,且围压较低时不同含砂量粉土均呈现不同程度应变软化现象,增高围压水平时应变软化现象减弱;增加含水率对粉土强度削弱明显,且最优含水率下粉土应变软化现象明显,粉土应变软化随含水率增加呈减弱趋势;减少压实度时应变软化现象减弱并最终趋于消失,相同围压下压实度越高,粉土峰值强度越大,且围压水平越低,压实度对峰值强度的影响越明显;同等条件下增加含砂量、提高压实度或减少含水率,均可显著提高粉土黏聚力,但对其内摩擦角影响较小,且压实度越高,含水率越小,含砂量越大,粉土的抗剪强度越高.     

地震荷载作用下包边填砂路堤动力特性分析

包边填砂路堤是采用一种砂或砂石料填筑,用粘性土包边封顶的路堤结构形式,在地震荷载下,填砂料与包边粘性土各自的动力特性,以及它们之间相互作用所表现出的动力响应直接影响到路面结构及其路堤变形。本文针对软土地基上的包边填砂路堤路基所采用CFG桩和塑料排水板堆载预压这两种不同地基处理方法,采用FEM建模和模拟地震波信号分析方法,计算分析了地震震动荷载作用下包边填砂路堤与加固后路基的协同动力反应性态,以及震动影响下的路堤与路基的整体变形特性。计算结果表明,采用CFG桩路基处理加固后的包边填砂路堤其震动响应显著优于塑料排水板地基处理方法。     

桩承式加筋路堤中土工格栅加筋效应的室内试验研究

基于室内模型槽试验,开展了考虑土工格栅的桩承式路堤变形和填土应力分布规律研究,重点研究了土工格栅抗拉强度和土工格栅层数对软土竖向位移、填土竖向应力分布和桩土应力比的影响。研究结果表明:软土竖向位移随土工格栅抗拉强度和土工格栅层数增加而减小;不同层数土工格栅作用下填土竖向应力随路堤高度的分布规律差异较大。综合考虑桩承式路堤软土变形和填土荷载向桩顶转移程度,了解研究工况下土工格栅的作用效果,可为现场路堤工程中如何选用合适土工格栅抗拉强度和层数提供依据。     

填石路堤动力特性的试验与数值模拟研究

目的为了揭示填石路堤的动力特性，合理设计填石路堤及路面结构．方法通过室内模型试验得到了动力荷载作用下填石路堤内部动应力分布规律以及动力荷载作用后路堤填料颗粒级配变化情况．再采用MARC有限元软件建立了动力荷载作用下填石路堤数值模型，选用Drucker—Prager弹塑性本构模型对填石路堤的动力特性进行了数值模拟．结果有限元可有效模拟动力荷载作用下填石路堤的应力分布规律，而对于填石路堤在动力荷载下的破坏表现为颗粒棱角的破碎以及细粒料漏失的破坏模式，数值模拟则只能采用塑性区表征．结论提出了确定填石路堤动力荷载影响区域的方法，并建议填石路堤上部应设置足够厚的整体性路面结构层次，避免长期汽车荷载作用下因填料棱角破碎和细粒料漏失而发生沉陷的病害．     

强夯在威乳高速公路改建工程中的应用研究及一般性推广

旧路改建高速公路会遇到诸如地基不均匀沉降及老路堤压实度低等问题,这些问题限制了这项技术的应用.依托威乳高速公路,研究了强夯在旧路改建高速公路中的应用技术.通过试夯及现场对超静孔隙水压力、动土应力测试及压实度检测,确定了地基与路堤强夯工艺参数.夯后对路堤进行弯沉、回弹测试及路堤沉降观测分析发现强夯方案完全能满足规范要求.最后对威乳路试夯结果进行一般性推广,得到了不同高度路堤对应的止夯标准.     

土石路堤压实质量控制与碾压动力响应模拟分析

以国道丹阿公路省界（珲春）至东宁段改扩建工程为依托,选取具有代表性的土石混填路堤施工路段,研究得到不同松铺厚度、不同碾压遍数下土石路堤变形与压实特性,采用沉降差控制指标确定以强、中风化凝灰岩为主要填料的土石路堤压实现场施工工艺;同时采用便携式落锤弯沉仪（PFWD）对土石路堤动回弹模量E_vd进行检测,将每遍碾压后土石路堤的E_vd值与沉降差做线性拟合,拟合后的相关系数都在0.86以上,说明E_vd值与沉降差有良好的线性相关性;并运用有限元理论建立土石路堤三维数值模型,进行振动荷载作用下路堤动力响应分析,分析了振动压路机对路基的压实效果及影响深度,发现竖向动应力沿深度方向衰减速度有先快后慢的趋势,32 t压路机振动压实过程可对下压实填层有反复补强压实作用,通过方差分析得到压路机振动频率因素对土石混填路堤振动压实影响的显著程度大于振幅激振力因素。     

土工格栅加筋路堤抗震优化设计方法研究

为研究路堤工程的抗震设计问题,通过对汶川8.0级地震震区路堤震害进行调查,发现强震作用下未加筋路堤存在边坡坍塌和路而拉裂两种震害模式,而中上部铺设了土工格栅的路堤在强震作用下仍然基本保持完好.路堤顶部铺设长筋,可以阻断路面张拉裂缝向下扩展,从而防止了路堤本体滑坡的形成;路堤中上部铺设短筋,可以抑制坡面土体的侧向变形,从而防止了路堤坡面滑塌.基于震害调查结论,针对路堤常规加筋方案,提出了路堤中上部铺设短筋的加筋抗震优化设计方法.利用有限差分动力强度折减法,分别对常规加筋模型和加筋优化模型的抗震性能进行了计算.计算结果表明,优化设计以后,筋材用量减少了23.1%,路堤最大地震位移减小了19.0%,土工格栅最大受力减小了14%.优化设计不仅减少了土工格栅用最,而且达到了抑制边坡变形、提高路堤抗震性能的效果,为地震灾区路堤工程灾后重建提供了科学依据.     

基于割线模量法的压实Q2黄土加载变形本构模型

为预估沟谷型黄土高填方的总沉降量并指导现场施工,对压实黄土的加载变形本构模型进行研究。在侧限条件下,利用自建GunaryEXT模型拟合不同初始压实度和初始含水率条件下压实黄土的应力-应变关系;在此基础上利用割线模量法建立压实黄土的加载变形本构模型;在仅考虑竖向变形的理想条件下,利用该模型预估沟谷型黄土高填方的总沉降量。研究结果表明:GunaryEXT模型可较好地拟合不同初始条件下压实黄土的应力-应变关系;加载变形本构模型预估沟谷型黄土高填方的总沉降量的方法可行,该方法的预估结果可用于指导现场施工。     

贫混凝土疲劳方程的建立及其应用研究

贫混凝土用于水泥混凝土路面或沥青混凝土路面基层时,和面层一起受到荷载应力和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计时应考虑其疲劳性能.在室内贫混凝土小梁弯拉疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.根据此疲劳方程,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料,并建立了贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

高性能沥青混合料碾压关键技术与新工艺

高性能沥青混合料一般压实较困难,碾压工作有时决定着高性能混合料路面质量的好坏和工程项目的成败.利用高性能沥青混合料支持高温碾压且不产生推移的压实特性,按有效时间内的铺筑长度划分碾压段落长度,采用压路机链状列队组合,共同进退,紧跟热压,振动压路机始终开振,在有效压实时间内完成碾压工作.经两段实体工程对比试验和压实度检测,新工艺与传统压实工艺相比,可提高全路段压实度1%￣2%,且在低温区可实现94.5%的理论压实度.     

珞珈山粘土压缩性的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了15组不同含水量和压实度的室内压缩试验,分析了压实度、压实含水量及压实土体的饱和状态三因素对粘性填土压缩性能的影响,并通过压实土体结构方面的理论对其影响机理进行了阐释:这三方面因素主要是通过对土体结构及土中的基质吸力产生影响从而影响到土体的压缩变形性。试验表明,压实度和压实含水量均是在一定的应力范围内对粘性填土的压缩变形性能产生影响,在最优含水量附近粘性填土的压缩变形随着压实度的减小、压实含水量的增大而增大;压实土体浸水饱和后的压缩变形远大于饱和前的变形,压实含水量大的土体在其它条件相同的条件下因饱和引起的压缩变形小于压实含水量小的土体。     

级配碎石混合料及其基层的抗剪性能

为了研究级配碎石基层在路面结构中能否发生剪切破坏,对级配碎石基层材料抗剪强度及在路面结构中的剪应力进行了对比研究;应用高精度静三轴仪对选定的级配碎石进行振动成型和击实成型的抗剪强度研究,揭示不同成型方法对抗剪强度的影响,采用有限元分析典型路面结构在标准荷载作用下剪应力的大小,明确级配碎石基层发生剪切破坏的可能性;三轴试验表明振动成型级配碎石过渡层的抗剪强度为0.17 MPa,击实成型的为0.14 MPa,振动成型试样比击实的抗剪强度提高20%;剪应力分析表明:水平荷载在级配碎石基层中产生的最大剪应力在0.04~0.05 MPa;级配碎石的抗剪强度是最大结构剪应力的3.5倍,级配碎石基层在高等级沥青路面结构中产生剪切破坏的可能性很小.