不同压实度下红层泥岩路堤沉降研究

压实系数是控制路堤填筑的关键性指标。本文通过分析不同压实系数下的强度特点以及通过离心试验和有限元对不同压实系数路堤沉降的模拟,得到粘聚力c值和摩擦角与不同压实系数的关系以及不同压实系数下路堤沉降的特点,为路堤填筑提供了重要的依据。     

基于流变和固结理论的非饱和红层路堤沉降机制研究

路堤本体的沉降问题一直是公路和铁路路基研究解决的主要问题。路堤本体主要是非饱和土,其变形由3 部分组成,即瞬时压密产生的变形、主固结产生的变形和次固结产生的变形,但主固结和次固结并不是两个完全独立的过程,它们是相互影响的,即路堤本体的变形是非饱和固结-蠕变耦合的结果。以单轴压缩红层蠕变试验为基础,提出了非饱和单变量理论、路堤沉降计算理论;同时采用离心试验和数值模拟方法,对各种压实系数的路堤本体的沉降与填筑高度关系以及工后沉降与时间的关系进行了研究,并对工后最终沉降进行了预测,结果表明,模拟结果与离心试验数据预测的结果相符,说明该理论是正确的?     

红层地区砂泥岩互层状斜坡岩体流变特性研究

本文在对侏罗系砂溪庙组砂，泥岩进行的系统流变试验的基础上，详细研究了砂，泥岩的流变特性及其相应的长期强度，以及砂，泥岩互层状组成的斜坡碉体流变特征，特别是模拟研究了风化深度较厚的泥岩产生的粘塑性流动对斜坡应力场及斜坡变形破坏所起的不可忽视的作用。     

广西红层分布及其泥岩工程特性分析

随着我国西部大开发战略的实施,近年来广西红层地区工程建设逐渐增加,本文以红层岩组为基础,对广西地区红层分布进行分析,认为十万大山地区和桂东-桂东南区域分布较为密集。通过物理化学试验及力学试验对红层泥岩进行工程特性统计分析,得出上述区域泥岩膨胀性和崩解性特征,并通过击实特性、CBR承载比、软化系数等指标得知两区域泥岩填料级别主要为C3和C2,从而为相关红层区域工程建设提供一定的理论依据。     

红层泥岩水岩作用特征研究

红层是红色陆相沉积为主的碎屑沉积岩层,岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩和页岩为主。该类岩层多为软岩与硬岩相间,呈互层状产出,层间结合力弱。受区域构造影响,岩层扭曲褶皱强烈,多中高倾角,结构面发育,有泥化现象。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强,遇水易软化、塑变,抗风化能力弱,易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低,并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有,结构面遇水泥化导致楔形体失稳,泥岩塑性变形引起边坡蠕变,同时红层还具有很强的崩解性,边坡开挖后发生崩解等现象。     

基于双曲线法的分级填筑路堤沉降预测

在软土地基上修筑路堤多采用分级施工的方法。基于传统双曲线沉降预测法基础上,提出一种软土地基上路堤分级施工情况下沉降预测的新模型,该模型考虑了土体变形的非线性特性和固结性质随荷载的变化,将沉降拟合方程中的待定参数在2个不同荷载级中分别确定。利用有较长预压期的前一级实测沉降,确定与土的固结性质有关的参数,待预测沉降荷载级的最终沉降量由该级较短预压期内实测沉降确定。通过工程实例验证了所建议模型的适用性。     

红层填料蠕变特性及工程应用研究

为了保持轨道的平顺性和稳定性,高速铁路要求路堤的工后沉降为0。红层属于C类填料,易崩解、软化,依据单轴压缩蠕变（粒径小于2 mm和压实度为95 %）试验结果,对红层填料的蠕变特性进行了分析,同时基于工程应用的目的,根据蠕变曲线对路堤的工后沉降进行了预测,论证了采用红层作为填料在一定的施工工艺下能满足路堤工后0沉降的要求。     

红层泥岩在不同浸水条件下填料强度特性试验研究

西南地区红层泥岩分布广泛,常用于工程填筑施工,其遇水易崩解特性常对工程填筑体的稳定性产生不良影响,因此,研究红层泥岩不同浸水条件下单轴抗压强度和浸水-风干循环崩解的变化规律具有重要的工程意义。利用红层泥岩中常见的粉砂质泥岩开展了单轴抗压试验和浸水循环实验,对不同浸水条件的红层软泥岩样品的吸水量、吸水率、单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变进行测试;对样品浸水-风干崩解过程进行观测记录,并讨论了干湿环境交替对泥岩单轴抗压强度性能和崩解规律的影响。研究结论如下：(1)随着样品单次浸水过程的进行,样品的含水率与单轴抗压强度、弹性模量、峰值应变呈负相关;(2)样品在单次浸水过程中软化度明显增大,静置后样品外部先产生垂直层理方向裂隙,后垂直层理方向裂隙和平行层理方向裂隙逐渐闭合,使样品软化度小幅度变小,说明泥岩强度损伤主要发生在每次干湿环境交替过程的浸水过程中;(3)样品在多次浸水过程中,崩解过程不断进行,其转折点在第六次和第八次浸水循环,样品崩解频率加剧,在第12次浸水循环后,崩解物颗粒级配趋于稳定。     

饱和红层泥岩填料累积变形特性及安定界限研究

最优含水率下红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性已经在西南地区得到了初步验证,但饱和状态下红层泥岩填料的累积变形特性仍不明确。为此,开展了不同围压及动应力下饱和红层泥岩填料的动三轴试验,讨论了围压和动应力对填料累积变形特性的影响。结果表明：不同动应力幅值下,饱和红层泥岩填料的等效模量随振次增加,先迅速减小后趋于稳定。稳定后填料的等效模量具有应力水平相关性,随围压增大而增大,随动应力比增大而呈指数减小。不同动应力幅值下,填料变形可分为塑性稳定型、塑性蠕变型和增量破坏型3种类型。填料应变随振次增加而不再处于稳定阶段的应力状态定为塑性稳定界限应力状态。动应力进一步增加后,填料应变速率发生突增,对应的应力状态为塑性蠕变界限应力状态;塑性稳定与塑性蠕变界限应力状态对应的动应力比均低于静强度,且随围压增加呈指数衰减的规律。基床表层如用红层泥岩作填料,应考虑降雨的影响,并采取排水和改良措施以提高路基稳定性。     

路堤荷载作用下软基沉降特性研究

为探究路基断面几何参数对软基沉降特性的影响,基于弹性Biot三维固结有限元程序PDSS,就路基顶面宽度、路基高度及边坡坡比等断面几何参数对软基沉降特性的影响进行较深入的模拟分析,重点探讨现行各类铁路、公路路基宽度下软基沉降变形的模式.宽窄路堤荷载作用下软基的沉降模式不同,宽路堤软土路基沉降盆表现为"W"形状,而窄路堤软土路基的沉降盆表现为"V"形状.     

SLS路堤的稳定性和沉降分析

聚苯乙烯泡沫塑料轻质填土(SLS)路堤是继发泡塑料(EPS)路堤之后发展起来的“不进行地基处理的路堤软基处理方法”。在文献[1]基础上,笔者对SLS路堤进行了稳定分析和沉降计算,并与常规填土路堤的相应成果进行了比较。在此基础上讨论了该类路堤的设计计算方法,作为今后将这种材料进一步应用于工程的技术准备。     

路堤沉降预测的Gompertz模型应用研究

高速公路路堤填筑过程可近似地看为一个线性加载的过程。笔者从土体应力-应变关系出发,证明了在线性加载或近似线性加载情况下,路堤沉降-时间曲线呈反“S”型特征,并由此建立了Gompertz沉降-时间预测模型,其中3个参数a、b和c可以通过SAS程序求解得到。多个工程实例的应用证明了该模型在路堤沉降预测中的合理性和实用性。     

高路堤沉降变形预测模型研究

以某高等级公路高69 m路堤的沉降资料为研究样本,采用经修正了的非匀速填土和非等步长沉降观测时间的 GM（1,1）灰色理论预测模型进行高路堤工后最终沉降量预测,与等比级数曲线模型预测结果对比,认为这两种预测模型都能很好地预测高路堤工后最终沉降量,且灰色预测模型较等比级数曲线预测模型能更好地反映高路堤不均匀沉降趋势。同时认为考虑了沉降观测时间非等步长性和路堤填土速度不均匀性的灰色预测模型,其预测结果更符合高路堤沉降变形趋势,可进一步的研究、推广和应用。     

邓肯-张模型有限元分析路堤沉降实用方法

有限元法是计算路堤沉降常见的数值计算方法,但其模型参数一般需要做三轴排水试验确定。为了使该法更为实用,对已有的Duncan-Chang模型中切线弹模简化确定法进行了误差分析,提出了具体的修正系数;基于土体的K0 状态条件,给出了一个切线泊松比近似计算公式,对砂性土和粘性土均可适用。实例计算表明：所提出的方法对缺乏三轴试验资料,但又需进行有限元计算沉降的一般道路工程,具有一定的借鉴意义和参考价值。     

路堤沉降计算中邓肯-张模型参数灵敏度分析

灵敏度分析是土木工程中解决多参数辨识问题的一个主要方法。目前,在地下工程的分析和计算中邓肯-张模型是比较理想的模型,通过大量的非线性有限元计算,找到了该模型中影响软基路堤沉降的主要参数,并给出了各参数与路堤沉降之间的定性关系,这为路堤沉降计算中的参数反演分析的简化处理奠定了基础     

置换减载与加筋复合处理方法对路基不均匀沉降控制效果研究

为了解决高速公路常见的不均匀沉降问题,提出了一种置换减载与加筋相结合的复合路堤处理技术。该技术利用具有一定刚度的PVC管置换路堤填土,减轻路堤自重荷载的同时发挥圆管的加筋作用,使得地基中附加应力减小,从而达到控制路基不均匀沉降的目的。为了验证该技术对地基不均匀沉降的控制效果,开展了置换减载与加筋复合处理路堤与未经处理普通路堤的大型模型试验,通过观测其在多级荷载作用下不均匀沉降的发展规律及沉降随时间的变化规律,并结合沉降理论进行分析验证,揭示了置换减载与加筋复合处理方法控制不均匀沉降的机制。该成果为加筋路堤或轻质置换路堤的设计及计算提供了理论依据。     

青藏铁路路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响

基于青藏铁路多年冻土区路基地温与变形现场监测资料, 研究了青藏铁路路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响. 结果表明:在已有监测场地中, 青藏铁路沿线天然场地融化夹层发育较少, 而路基下融化夹层发育较多. 低温冻土区路基下融化夹层能够逐渐完全回冻使其消失, 高温冻土区大部分路基下融化夹层有进一步发展的趋势. 当融化夹层下部为高含冰量冻土时, 融化夹层与路基沉降变形关系密切, 路基易产生较大的沉降变形; 当融化夹层下部为低含冰量冻土时, 路基沉降变形较小.     

湘西南红黏土路堤填筑技术研究

湖南的湘西南地区气候潮湿多雨,由于特殊的气候及地质条件,广泛分布着由碳酸岩风化形成的高液限红黏土。红黏土天然含水率高,又由于其本身固有的大孔隙比和结构性强的特点,要达到规范要求的压实度较为困难。结合该地区公路建设,开展了红黏土填料含水率、松铺厚度、碾压机械等多种工况组合下的现场碾压试验研究,其目的在于探求适合红黏土填料的碾压工艺,提出兼顾土体碾压效果和路堤填筑质量的压实控制建议。研究表明,压路机选用凸块振动碾、填土松铺层厚度控制在25～30 cm、土体含水率控制在大于最优击实含水率2%～5%范围时,现场碾压效果较好,压实土体也将具有较为稳定的工程性质     

河滩相软土地基路堤沉降变形分析

根据伊洛河河谷平原的河滩相软土地基沉降观测结果,用指数法和双曲线法,并配合最小二乘法拟合分析,推算了地基的最终沉降量及固结参数,运用于沉降计算,发现结果比室内试验更与实际接近。对路堤填筑过程中实测沉降资料的深入分析,总结出填土高度对沉降变形的影响规律,并提出了相应的临界填土高度为2.5 m。