吹填土地基上加筋路堤稳定性的数值模拟

基于强度折减法,通过数值模拟对吹填土地基上加筋路堤的稳定性进行了分析,比较了不同设计方案路堤的位移及稳定安全系数,对路堤填土的黏聚力、内摩擦角、边坡坡比及土工格栅的拉伸刚度等影响路堤稳定性安全系数的因素进行了分析。结果表明：将边坡通过2次放坡可以减小路堤水平位移,路堤稳定安全系数略有增加,在路堤底部铺设土工格栅可以有效减小路堤水平位移,较大幅度提高路堤稳定安全系数。路堤填土的黏聚力不宜小于10 kPa,内摩擦角不宜小于25°,以保障路堤具有较高的稳定安全系数。土工格栅的刚度较小时对路堤稳定性有较大影响,当格栅刚度大于100 kN/m以后,通过提高格栅刚度并不能进一步提高路堤稳定性安全系数。     

高填土路堤边坡失稳机理及加固措施比选

介绍高填土边坡的失稳机理及加固措施,并以某高速公路高填土路堤边坡为工程背景,采用有限单元计算方法,对不同加固方法进行比选研究,结果表明预应力锚索框架联合加固法优于锚杆加固法或抗滑桩加固法,在高填土边坡中形成的总位移和塑性区分布均相对较小,有利于土体的稳定.成果不仅能够有效地指导边坡加固措施,而且对规范边坡加固措施具有一定的理论价值.     

冻融对粉砂土力学特性及路堤边坡稳定性的影响

为研究粉砂土路堤在冻融循环作用下的力学特性以及采用粉砂土填筑的路堤边坡稳定性,基于静三轴试验,研究了不同含水量状态下,季冻区粉砂土在经历不同次数冻融循环后的粘聚力、内摩擦角等宏观力学特性的变化规律。以此为依据,采用有限元数值模型,针对不同坡度和不同填土高度对应的粉砂土填方路基,进行了冻融循环作用对边坡稳定系数的影响规律研究。研究结果表明:随含水量增大,冻融循环次数对粉砂土粘聚力的影响程度逐渐增强,当含水量较大时,粘聚力下降70%～80%;随冻融循环次数增加,粉砂土内摩擦角先降低,后略有增大;随含水量增大,冻融循环对粉砂土内摩擦角的影响有减弱趋势;冻融循环作用可使粉砂土路堤边坡稳定系数明显降低,冻融后的边坡稳定系数最大降幅可达到冻融前的49%;季冻区粉砂土路堤的最大填土高度不应超过4 m,小于3 m的填方路堤,极限坡度不应陡于1∶1.5,超过3 m的极限坡度不应超过1∶2.5。     

有限元分析填土的物理性质对加筋土挡土墙边坡变形的影响

根据填土的不同物理性质,计算出了最大位移与最大沉降,结果表明:填土的弹性模量、粘聚力、内摩擦角都对加筋土挡土墙边坡的最大位移与最大沉降有着不同的影响,其中弹性模量对边坡的最大位移与最大沉降影响最为显著.因此,采取合理的填土是控制加筋土挡土墙边坡位移,是达到最优设计目标的重要手段.     

灰色理论在高路堤沉降预测中的应用

运用灰色理论中的GM（1，1）模型对高路堤的沉降进行了预测，取沉降观测点在相同观测时段内的沉降量为原始序列，将其作1次累加1次累加序列，根据GM（1，1）模型建立灰色微分方程，其参数由最小二乘法得出，解决微分方程可得方程的时间响应序列，也就是所预测的随时间而变化的沉降值。并采用后验差法对模型的可靠性进行了检验，通过对京珠高速公路某段高路堤线性填土期和静载期实测沉降数据的分析，证明将灰色理论应用于预测高路堤不同填筑时期的沉降量是可行的；在实际运用过程中，为了更准确的结果，应不断代入新近的实测数据。     

自密实水泥土拼宽路堤沉降与稳定性研究

以某路堤拼宽工程为例,探讨自密实水泥土作为新路堤填料的可行性,基于以开挖弃土为原料土的室内试验实测数据,采用Plaxis2D软件进行新老路堤沉降、差异沉降的数值模拟,并分析路堤边坡稳定性。分析考虑了新路堤坡率、是否铺设土工格栅对其的影响。结果表明：自密实水泥土填料能够有效控制路堤沉降和不均匀沉降,铺设土工格栅能够减小新老路堤的不均匀沉降并显著提高路堤稳定性,自密实水泥土在路堤拼宽工程中有良好的适用性。     

条形荷载下加筋边坡稳定影响因素敏感性分析

结合12 m高土工格栅加筋边坡算例,通过有限元程序Midas/GTS 4.0,对条形荷载作用下边坡加筋与未加筋时的安全系数、最大水平位移与竖向沉降进行了对比分析.根据正交分析方法对10种影响因素,即粘聚力、内摩擦角、填土重度、坡比、坡顶荷载、荷载距离坡顶处间距、荷载宽度、土工格栅长度、格栅弹性模量、格栅铺设层数对加筋土边坡稳定影响因素的敏感性进行分析,给出了各个因素的敏感性顺序.计算结果表明:土体内摩擦角、粘聚力与荷载宽度对边坡稳定性影响最为显著.     

基于堆填厚度及填筑速率的拓宽路基变形研究

在软土路堤结合工程中,软土的长期变形效应不仅影响道路的使用寿命,而且将使新老路堤间出现不均匀变形,因此对施工过程中路基变形及工后沉降控制是路基拓宽工程中急需解决的工程难题。本文将以南京滨江大道拓宽工程为研究对象,研究内容如下：针对南京浦口滨江大道K11＋500断面,建立有限元模型,研究在不同堆填厚度与不同的填筑速率的条件下不对称拓宽路基的变形机制。结果表明：填筑速率越快,工后沉降越大,工后差异沉降也越大,孔隙水压力不易消散,影响土壤固结,要及时打设排水板,加快工程进度。随着填土层厚的增加,相同填筑速率下的填土差异沉降量也在变大。     

路基施工过程变形研究的FLAC3D数值模拟

对路基在施工过程中的变形特性进行数值模拟分析,研究在不同填土重度和不同填土回弹模量的条件下,路基中心处竖向沉降和路基坡脚处的水平侧向位移随路基填土高度的变化情况,在满足规范要求的条件下,尽可能的选用重度小的填土或提高路堤回弹模量,能够改善公路沉降变形.     

跨V型沟谷土石混填高路堤工后沉降特性分析

为揭示跨V型沟谷土石混填高路堤工后沉降特性，以土石质量比1:1填料为例，基于Prony级数形式的广义Kelvin模型，采用大型蠕变试验拟合出典型土石混填填料蠕变参数，结合数值模拟分析束口/阔口型路堤工后沉降特性以及地形因子对工后沉降特性的影响规律。结果表明：初始快速蠕变时间占0.52%～1.47%,完成总变形的50%,最大工后沉降区域在第四级土层靠上区域，呈椭圆形；横向工后沉降曲线由路肩向基岩一侧减小且变化速度减小，纵向工后沉降曲线束口型呈“弯盆”型，阔口型呈抛物线型；工后沉降500 d达到稳定；束口/阔口型路堤最终工后沉降分别为二维模型的93.42%和69.23%,地形约束不容忽视；路堤高度增加，各工后沉降特征指标均随之增大，在30～40 m时，影响更明显，束口型路堤变幅大于阔口型，且其纵向工后沉降曲线由“弯盆”型转为抛物线型；沟谷宽度相同时，阔口型路堤各工后沉降特征值略大于束口型路堤，但变幅均较小。     

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。     

黄土高原边坡特征与破坏规律的分区研究

为了研究黄土高原自然边坡的特征及破坏规律,按山系与水系或水系的分水岭、地貌单元、地层岩性特征等条件,将黄土高原划分为8个区：临洮—永靖区、天水—通渭区、兰州—会宁区、陇东区、靖边—安塞区、隰县—离石区、甘泉—吉县区和汾渭区。根据极限状态边坡的4个野外判别标准,测量了8个区510个自然极限状态黄土边坡断面,分区采用指数模型回归边坡坡高与坡宽的相关关系,计算各区20、50、100m坡高的边坡稳定系数和失效概率。结果表明：黄土高原的边坡特征与破坏形式具有分区特征,且南北差异性明显。临洮—永靖区边坡坡高与坡宽呈线性关系,表明该区边坡坡度不随坡高变化,边坡稳定性受内摩擦角控制;兰州—会宁区和靖边—安塞区高坡陡,低坡缓,高坡不稳定,易发生错落式滑坡;天水—通渭区、甘泉—吉县区和汾渭区高坡缓,低坡陡,稳定性计算结果显示高坡和低坡都较为稳定,但由于地层结构和地貌的特点,高边坡易发生低速蠕变型滑坡或高速远程滑坡;陇东区边坡整体上较为稳定;隰县—离石区受黏粒含量较高的Q1地层控制,高边坡稳定性较差;50m左右坡高的黄土边坡稳定性对强度指标内聚力、内摩擦角的敏感度都高,易于失稳。     

鲸鱼沟水库蓄水对泥岩-黄土岸坡稳定性的影响评价

库水位上升对库岸边坡的影响程度与水敏性地层位置、水位、滑面倾角等多个因素有关。为了研究白鹿塬鲸鱼沟水库蓄水过程中库水位升高对边坡稳定性的影响,依据水库区的边坡演化、地层结构、库水位与地层的关系等因素,对库区内的51个边坡剖面进行统计和分类,可将鲸鱼沟内的边坡分为第三系砂泥岩边坡、黄土-砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡等四种类型,并选取4个典型的边坡类型建立起地质模型,采用Morgenstern-Price法计算了库水位升高过程中不同边坡类型的稳定系数。结果表明,任何库水位条件下,鲸鱼沟内的第三系砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡的稳定系数均高于水利水电工程边坡的设计安全系数。黄土-砂泥岩缓坡由于Q_2-3黄土披覆于整个坡面,导致其稳定性差,在库水位上升过程中,稳定系数下降率大,易形成滑坡和库区塌方,经计算可知危险水位下黄土-砂泥岩缓坡滑移方量约占库区总滑移方量的13%。     

黄土路基湿化特性的离心模型研究

本文根据黄土地基上的筑路特点,运用离心模型试验研究了黄土路基的特性,获得了在不同路基深度及不同路堤高度下黄土路基,因降雨等而引起的湿化沉降与水平变形分布及路堤破坏情况,并对其分布规律和破坏原因进行了分析,所得成果对黄土地区公路建设具有实际指导意义。     

高填方路堤施工期沉降变形的FLAC模拟

针对高填方路堤沉降大的问题,采用FLAC对高路堤施工期的竖向沉降变形进行模拟。验证了分级加载作用下高路堤中间大、两边小的沉降规律,分析了影响高路堤沉降的主要因素,结果表明,路堤沉降量随高度和路堤土密度的增加而增大,随弹性模量、泊松比和压实度的增大而减小。     

Comparison between responses of reinforced and unreinforced embankments due to road widening

The objective of this work is to compare the responses of geosynthetically-reinforced embankment and unreinforced embankment due to road widening by using the centrifuge model tests and a two-dimensional (2D) finite element (FE) model. The measured and calculated responses of the embankment and foundation exposed to road widening include the settlement, horizontal displacement, pore water pressure, and shear stresses. It is found that the road widening changed the transverse slope of the original pavement surface resulting from the nonuniform settlements. The maximum horizontal movement is found to be located at the shoulder of the original embankment. Although the difference is small, it is clearly seen that the geosynthetic reinforcement reduces the nonuniform settlements and horizontal movements due to road widening. Thus the reinforcement reduces the potential of pavement cracking and increases the stability of the embankment on soft ground in road widening.     

砂黄土塔基边坡破坏机理研究

以陕北定边县砂黄土塔基边坡为研究对象,通过室内试验手段研究了砂黄土的物理力学特性,并与西安粘黄土的物理力学性质进行了对比。在此基础上,借助有限元软件MIDAS模拟不同工况下塔基边坡的应力应变特征,进而揭示了砂黄土地区塔基边坡的破坏机理。结果表明:砂黄土的天然密度与干密度较低,孔隙比较高,粗粉粒含量较多,摩擦强度明显较大,粘聚力较小;有限元模拟表明,随着影响因素的增加,坡肩拉应力不断增加,坡脚剪应力不断集中,边坡稳定性逐渐减小,最终形成潜在滑动面并发生破坏,其中风荷载和降雨是影响边坡稳定性和应力应变的主要因素。     

黄土区坡面侵蚀分析与研究

针对黄土区地貌和水土流失的特点,着重分析了坡面侵蚀诸影响因子,揭示了降雨等与坡面径流及侵蚀变化的规律,旨在为水土保持工作及工程建设提供科学依据,并提出有待进一步深入研究的新课题.     

高路堤压实及其稳定性的探索

对高路堤病害和产生原因进行探讨,在此基础上经过试验分析了高路堤沉降的产生过程和预防途径,并在施工中注意解决好高路堤沉陷及路基稳定性的问题。