非饱和土地基沉降计算参数试验研究

研究目的:提出非饱和土地基沉降计算参数确定的有效试验方法,可使地基沉降计算参数选择更加合理,对于以地基沉降为主要控制因素的高速铁路客运专线建设具有重要意义.研究结论:针对胶济客专非饱和粉质黏土、粉土开展了室内固结试验及多种现场原位试验,经过综合分析得出:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46％ ～ 80％之间;建议采用室内固结试验、静力触探试验及标贯试验综合确定非饱和粉质黏土、粉土沉降计算压缩模量参数;可按《建筑地基基础设计规范》计算当量模量对应的经验系数进行计算沉降修正.     

基于离心模型试验的地基附加应力修正

为提高对路基沉降的精度控制,对2种中等压缩性土地基在路基自重作用下的地基附加应力分布规律进行了离心模型试验,并通过PLAXIS2D有限元数值计算和现场测试参数反算地基附加应力进行了验证.基于试验结果,提出了考虑路基宽高比影响的路基中心处地基附加应力修正计算方法.研究结果表明:在路基荷载作用下,附加应力在浅层地基中衰减较快,随地基深度增大,衰减逐渐减慢,与Boussinesq解得到的地基附加应力衰减曲线存在显著差异;修正方法计算的地基附加应力与现场测试参数的反算结果基本吻合.      

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

库仑土压力计算新方法——扫描搜索法

库仑土压力理论是解决土压力问题的最简途径之一,但传统的计算方法公式繁多、工作量大,且不适用于复杂坡面的情况。为解决该问题,提出一种快速求解库仑主动土压力的新方法——扫描搜索法。该方法无需先求取破裂角,而是以墙背某一点为起点,以该点到坡面线的连线为破裂面,按照一定间距变化地面上各点扫描墙后土体,得到所有可能的破裂面,利用坐标求取破裂棱体的自重及形心,根据推导的库仑土压力计算通式计算土压力的大小和作用点的位置,最终搜索出最大土压力。利用该方法结合计算机编程,可快速准确地计算各种复杂坡面荷载及工况下的墙背土压力。算例对比表明,该方法所得结果与库仑公式法所得结果基本一致。     

饱和全风化花岗岩地基土压缩特性的研究

结合海南东环客运专线全风化花岗岩地基土一维固结压缩试验,研究了在不同荷载应力作用下其压缩变形特性。研究结果表明,其应力与应变、应变与时间之间呈双曲线关系,割线模量与应力呈线性关系,并建立了应变—应力—时间关系的统一函数模型,为进一步分析地基沉降变形提供了依据。     

胶济客运专线非饱和原状粉质黏土固结试验

饱和度的高低是影响非饱和土固结变形特性的重要因素.针对不同饱和度的原状粉质黏土进行固结试验,得到粉质黏土的应力-应变及变形-时间的关系曲线,在此基础上综合分析应力、应变和时间三者之间的关系,进而对非饱和原状粉质黏土和浸水饱和后粉质黏土的固结压缩特性进行研究.     

郑西客运专线黄土填料改良试验研究

研究了石灰改良黄土和水泥改良黄土的强度机理、压缩特性、水稳定性、强度特性以及影响这两种改良材料工程力学特性的主要因素，并进行了对比分析，提出高速铁路黄土路基改良的建议。     

土钉墙在破碎软弱岩质路堑高边坡中的设计与试验研究

结合南昆铁路破碎软弱岩质路堑高边坡土钉墙试验工程，开展了地质力学模型试验、有限元及离散元数值模拟分析、现场试验等研究。在此基础上提出破碎软弱岩质路堑高边坡土钉墙的设计原则。