桩网支承路基结构中边坡推力效应的模型试验研究

桩网支承路基结构中边坡推力效应引起的加筋体拉力的几种主要计算方法存在较大差异,国外规范对此拉力取值较为保守.基于相似理论,通过4组模型试验对边坡侧向应力、格栅横向拉力以及边坡推力引起的拉力进行了测试分析.结果表明,边坡实测主动土压力的合力明显大于由边坡推力效应引起的格栅拉力,桩网支承路基中在计算边坡推力效应引起的拉力时,应考虑基底摩擦反力的影响.对于两层格栅,由边坡推力效应引起的格栅拉力,上层承担的拉力大于下层.提出了桩网支承路基结构边坡推力效应引起拉力的计算方法,为制定我国相关规范提供参考.     

桩网支承路基结构中土拱效应及网垫受力的模型试验研究

基于相似理论,对桩网支承路基中心土拱效应进行8组模拟试验。测试桩顶轴力、桩土及路基不同高度处应力、格栅拉力和桩间土沉降随路基高度、外荷载变化特性,探讨格栅受力后变形。结果表明:加筋网垫上方竖向应力与以球形拱理论为基础的德国规范计算结果较为接近;加筋网垫下方桩间土承担竖向应力随路基高度、上覆荷载增加而增加;黏性土路基成拱效率略低于砂土路基;对于两层格栅组成的加筋网垫,下层格栅承担土拱效应竖向应力引起拉力大于上层格栅,位于桩帽之间并垂直于桩帽边格栅拉力大于平行于桩帽边格栅拉力;格栅初始松紧状态对土拱成拱效率有一定影响;格栅受力后平面变形形状近似呈悬索状。研究成果可为我国桩网支承路基结构加筋网垫相关规范提供参考。     

桩网支承路基力学性能数值分析

运用ABAQUS有限元软件建立桩网支承路基三维模型,分析桩间距、桩帽尺寸、软土层模量、下卧层模量和格栅模量等关键参数对桩网支承路基沉降、桩土应力、垫层上方应力、加筋网垫承担的应力、桩土荷载和格栅拉力等的影响。结果表明,桩土差异沉降受软土层模量影响最大,路基存在明显的应力集中即"土拱"效应,加筋网垫承担的竖向应力随下卧层模量、软土层模量和置换率的增大而减小,随格栅模量的增大而增大,两桩帽间格栅竖向变形近似呈悬索形状,上层格栅受到的拉力约为下层的0.4倍。     

桩网支承路基受力及加筋网垫变形现场试验研究

以武广客运专线DK2 059+560为试验工点,进行桩网支承路基的现场填筑试验,研究路基应力传递及格栅变形特性.研究结果表明:桩网支承路基结构的沉降量较小,是1种有效处理软土和松软土地基的方法;在垫层上方路基存在明显的土拱效应,本工点的土拱高度在1.6～1.9 m之间;桩间土存在一定反力;桩间土和桩帽应力分布不均匀,桩间土4桩形心处应力比2桩中点处略小,桩帽形心处应力相对角点处应力略小;桩帽附近垂直于桩帽边的格栅肋条应变略大,4桩形心附近格栅的应变略小,下层格栅的应变大于上层;边坡处格栅的应变大于路基中心处,上层格栅防止边坡滑动的作用更大.与英国、北欧、日本及德国规范的计算结果比较,试验工点的桩间土竖向应力和承担荷载比例实测结果与德国规范球形拱理论计算结果较为接近.     

桩网结构支承路堤土拱效应改进算法

从工程实际出发,对Hewlett土拱效应所考虑的影响因素加以补充,并根据摩尔-库仑强度准则考虑了路堤填土的黏聚力对土拱效应的影响,以及分析水平加筋体与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋体与碎石垫层之间相互作用的力学模型,导出水平加筋体的变形受力计算公式;通过分析水平加筋垫层对土拱效应的影响,改进Hewlett算法,推导出桩网结构支承路堤的桩体荷载分担比和桩土应力比公式,并通过具体工程实测数据的对比分析,验证了改进算法的合理性和可靠性.     

国外加筋垫层桩支承路基计算方法分析

从荷载传递与分配、加筋垫层格栅的张拉力和路堤横向滑移3个方面介绍英国、日本、德国和北欧规程(手册)中有关加筋垫层桩支承路基的计算方法。分别采用这些计算方法对两个算例的加筋垫层格栅张拉力进行计算,发现计算结果相差较大。不同方法计算结果产生差异的原因是,各规范对拱效应、作用于桩间垫层上的荷载、垫层加筋体张拉力等的计算方法差异较大。建议结合我国铁路建设工程实际,对现有方法中存在的问题进行系统和有计划的研究,建立我国自己的加筋垫层桩支承路基的设计理论和方法。     

基于Hewlett方法的桩网复合地基土拱效应优化算法

桩网复合地基填土性质与土拱效应发挥程度直接相关,而传统土拱模型并不能有效反映填土黏聚力对桩土应力计算结果的影响。在Hewlett极限状态空间土拱效应分析基础上,采用填土综合内摩擦角指标完成空间土拱拱顶及拱脚位置处单元土体应力极限状态分析,考虑桩间土应力非均匀分布与被动土压力发挥程度的影响,得到桩网复合地基桩体荷载分担比解析表达式。研究结果表明:填土黏聚力显著提高路基填土土拱效应,复合地基设计应考虑填土黏聚力的有利影响;桩间土应力并非均匀分布,通过非均匀分布系数折减后,可有效提高弹性工作状态的桩体荷载分担计算结果;考虑被动土压力发挥程度的计算结果并不合理,应分别由桩顶和拱脚土体应力极限状态确定对应的桩体荷载分担比,取较小值为最终桩体荷载分担比结果。     

考虑边坡效应的桥梁桩基受力分析

基于边坡上桥梁桩基的受力特点,考虑边坡对桩基的土推力和土抗力效应,依据桩段的静力平衡条件,建立考虑边坡效应的桩基础静力微分方程,采用有限差分法,建立考虑边坡效应的桩基础变形和内力的计算公式。结合某铁路桥梁桩基,分析边坡效应对桩基位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的影响规律。结果表明:边坡效应使边坡上桩基的受力更为不利,与不考虑边坡效应的平地桩计算结果相比,考虑边坡效应后桩顶最大位移可增大78%,桩侧最大土压力可增大135%,并改变了潜在滑动面附近区域的弯矩和剪力分布;设计荷载下边坡上桩基的位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的包络图将不再如平地桩那样以桩轴左右对称分布,而是桩基靠近边坡外侧的数值更大;在进行桩基设计和钢筋配置时不仅需要考虑边坡效应引起的变形和内力的增大,还应考虑不同荷载方向引起的力学性能在边坡内外侧的差异。     

桩网结构路基土拱效应离散元研究

建立桩网结构路基的离散元模型,从散粒体和微观角度研究了桩网结构路基中的土拱效应。结果表明:土拱效应随着桩间土的沉降而发展变化,桩间土发生较大的沉降后土拱效应才能达到极限状态。桩顶平面上方1.67倍桩净间距范围内土体的密实度受土拱效应的影响,土体孔隙率的变化与土拱效应发展保持一致。土拱效应发展过程中土体的竖向位移远大于水平向位移,桩顶上方竖向位移小于桩间土上方竖向位移,等沉面的高度位于2.7倍的桩净间距处。土体中竖向应力的影响范围与密实度的影响范围相同,土拱高度为该影响范围的上限,在该范围内土压力系数随土拱效应发展而变化,但两者变化并不一致,且土压力系数在桩顶上方和桩间土上方也不相同。     

考虑群锚加筋效应的锚杆位移分析

根据锚杆与桩的荷载传递过程的相似性,分析群锚荷载传递机理;引入群锚"加筋"效应的概念,考虑加筋效应影响下的群锚位移变化规律,建立群锚位移计算基本微分方程,提出了一种新的能更全面考虑锚杆间相互作用的群锚位移计算方法。通过改变锚杆间距、直径、锚固体长度,得到不同参数对群锚位移的影响。最后,采用该位移计算方法对某实验进行分析,分析结果表明,位移计算值与实测值较吻合,且该方法计算工作量小,便于工程应用。     

网状加筋土挡土墙设计理论

采用室内大型模型试验及理论分析相结合的方法,提出了网状加筋土挡土墙墙背土压力的计算方法,确定了滑动破裂面的形状,并提出了网状加筋土容许抗拔力及其长度的确定方法,指出了网状加筋土挡土墙设计中所包括结构计算的内容及应注意的问题。研究表明,网状加筋土挡土墙比传统的条带式加筋土挡土墙的稳定性好得多,它适合于修筑高大及高等级公路的挡土墙。     

加固型防护栏在客车上的应用

通过对加固型厕所车窗防护栏的统型设计和对厂修(A4修)客车侧墙钢结构、侧墙板的改造,实现了加固型防护栏在不同车型的不同结构厕所车窗上的应用,避免了非正常旅客从厕所车窗跳车造成人身伤害事件的再次发生.     

玄武岩纤维金属复合筋增强CRTSⅡ型轨道板的试验研究

在高速铁路谐振式轨道电路的传输性能控制上,采用的绝缘处理方法会导致钢筋与混凝土的粘结力变低和钢筋网片的绝缘性能变差等问题,纤维金属复合筋为解决这一问题提供了有效途径。对玄武岩纤维金属复合筋(以下简称BFST)无砟轨道板开展数值模型模拟和静力试验研究工作。结果表明:数值模拟结果和试验结果较为相近,数值分析模型可靠,BFST筋轨道板具有较好的延性,满足承载力要求。     

钢筋混凝土桥梁结构耐久性浅探

针对钢筋混凝土桥梁结构耐久性问题,分析产生结构腐蚀破坏的主要因素,提出钢筋混凝土桥梁结构耐久性的处理措施,以期在设计、施工、保养等方面予以重视。     

桩网结构路基填筑期格栅应变的变化规律

通过案例分析法研究桩网结构路基填筑期荷载分担变化规律、土工格栅应变,对比不同计算方法得出填筑期格栅应变的影响因素.研究结果表明:由于压实荷载和填筑过程的影响,格栅应变最大值出现在填筑期间而非运营状态;填土的内摩擦角决定了达到格栅应变最大值时的路堤填高,而填筑期的压实荷载决定填筑期的格栅应变极值.建议桩网路基设计时加入填筑期部分成拱状态下考虑压实荷载的受力验算,以使设计偏于安全.     

加筋土挡墙施工的改进措施

结合西安至南京铁路DK371+423.38~DK373+945.55段加筋挡土墙特点,主要介绍施工中加筋挡土墙面板预制与安装、网状拉筋的铺设与张紧、填料填筑及封层处理等几个关键技术的改进经验,为今后同类工程提供借鉴和参考。     

加强型合金钢辙叉在北京地铁4号线的试铺应用

针对北京地铁4号线线上高锰钢辙叉伤损严重(辙叉母材轨面剥落掉块、压塌,或叉心尖端裂纹、掉块等)、使用寿命短等问题,研制出与地铁轨道系统、供电系统相匹配的"研线1120"加强型合金钢辙叉,并在北京地铁4号线上进行试验。通过试验表明,加强型合金钢辙叉可以满足地铁安全运营的基本要求,并且磨耗量小。"研线1120"加强型合金钢辙叉能够与同型号高锰钢辙叉互换使用,可在北京地铁4号线上推广使用。     

在役钢筋混凝土拱桥时变可靠度分析

结合现行桥涵设计规范及钢筋混凝土拱桥的受力特点,给出钢筋混凝土拱桥"安全-中介-失效"三级工作模式的相应概率.基于时变可靠度理论,将随机有限元、神经网络和蒙特卡罗法结合,提出评估在役桥梁结构可靠度的FNM法,即,用随机有限无法计算训练样本,再用神经网络扩展训练样本,然后通过蒙特卡罗法计算失效概率和损伤概率,得到结构的时变可靠度,以判断结构的工作状态.对1座建成8年、主跨为80m的钢筋混凝土拱桥进行时变可靠度分析.结果表明:该桥主拱在第8年时,已进入虽有损伤但仍能工作的中介状态,需要维修加固.这一结论与实际情况相符.