新型桩板结构对高速铁路软基沉降控制作用离心试验

在CFG、PHC等刚性桩桩顶加设50 cm厚筏型钢筋混凝土形成板桩板结构控制深厚软土路基沉降,是高速铁路建设中提出的新型地基处理形式,以满足高标准铁路路基变形要求。通过对群桩处理的深厚软土路基在有无钢筋混凝土板时路基沉降的离心模拟,重点研究了钢筋混凝土板对路基沉降的控制作用以及桩、板与土体之间的相对变形。试验结果表明,在群桩处理地基上部铺设一定厚度的钢筋混凝土板,可以使路基整体沉降减小12 %,并使路基整体沉降更加均匀;桩端平面上部1/3桩长范围内土体由软塑状态转变为硬塑状态,密度和含水率变化显著;加载作用对路基变形影响深度大于40 m。     

傍山高陡填方软土路基的处治设计

宁台温高速公路瑞安龙头至苍南分水关段第九合同段第2号工点是一傍山高陡填方软土路基。该工点地质条件特殊,半幅路基位于有一定斜坡的地质条件较好的山坡上,而另半幅路基位于海相沉积的水田内,上部有3.2m～7.2m的淤泥层,淤泥层底部横坡较大;边坡处最大填方高度约20m,存在横向滑动的趋势及不均匀沉降。为了解决路基的稳定及沉降问题,在该处路基设计中采用了锚索抗滑桩、反压护道及排水、分层铺设土工格栅等方法进行综合处治,通过近2年多的监测,傍山高陡软土路基的水平位移速率已经稳定,沉降也逐渐缓和。通车2 a多时间内,经受了多次台风暴雨袭击,路基一直处于稳定状态,充分说明本工点处理方案是成功的,达到了安全、稳定的目的。     

热棒技术加强高原冻土区路基热稳定性的应用研究

热棒是传热效率很高的热导装置，适合于增强青藏高原多年冻土区建筑物地基的热稳定性，介绍了青藏高原多年冻土区内某试验路基中使用热棒的一些基本情况，分析了热棒的工作状态和制冷作用半径，并针对不同的气候情况对路基本体和路基基底的地温场分布状况变化进行了对比分析。结果发现，使用热棒后经过1a时间，路基基底的冷储量得到了显的增加，在路基工程中使用热棒保护冻土和增强路基热稳定性是成功有效的，最后对热棒路基的设计参数提出了一些建议。     

全风化花岗岩改良土路基的长期稳定性试验研究

全风化花岗岩用于高速公路填料已有成功的案例,但由于高速铁路路基变形控制更为严格,能否用于高速铁路路基填料还没有得到实体工程的验证。基于全风化花岗岩及其改良土的工程力学性质和变形特性,使用PMS-500型循环加载设备对全风化花岗岩改良土路基实体工程进行了现场循环加载试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载长期循环作用下浸水前后全风化花岗岩改良土路基的动态特性及沉降规律和其下雨前后路基性状变化。试验结果表明,全风化花岗岩改良土路基经过500万次列车模拟动荷载作用后,即使经历了如雨水长期浸饱路基的最为恶劣工况,最终沉降量不超过7.0 mm,证实了全风化花岗岩经过改良后能满足高速铁路变形控制的设计要求,可用于高速铁路的基床底层及路堤本体填料     

青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究

通过埋设在青藏铁路路基中两个断面内的6条沉降观测管3 a来的地基沉降变形资料,研究了高原多年冻土区铁路路基的沉降变形特征,分析了填筑铁路路基对下伏多年冻土融化变形的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,铁路路基也随之有一个较大幅度的工后下沉变动,随着时间的推移,路基下降速率会逐渐下降,但在短时间内不会停止下来,而且由于太阳辐射和路基边坡形状的影响,路基向阳面与背阴面的变形有较大的差别,且在近南北向展布的路基上表现最为明显。     

增大击实功的击实试验研究

压实度是路基填筑时控制路基强度和稳定性的关键指标。通过室内试验研究了击实功对路基压实度的影响。结果表明,增大击实功,路基土的最大干密度和7d无侧限抗压强度都有显著提高,抗压强度最大增幅达到50％左右。因此增加路基土的密实度,可以明显地提高路基土的强度,延长路基的使用寿命。     

BP神经网络在冻土路基变形预测中的应用

在青藏铁路冻土路基现场实测资料的基础上,用改进的BP神经网络建立起了路基变形与地温、路基高度和上限之间的非线性映射.对某一典型路基第30年的变形进行了预测,结果显示路基的累计融沉量在冻胀量的两倍以上.从绘制的路基变形过程曲线可以很清晰地看出路基一年中的变形趋势和冻胀融沉区间.在4月份以后,路基的变形由冻胀向融沉转变,变形与地温有很好的正比关系,但是当地温升高到一定值时,路基的融沉量便不再随着地温的升高而增大.路基的冻胀与地温的关系也有相似的规律,说明地温对路基变形的影响存在一个比较明显的区间,在这个区间范围内的温度对路基变形的影响较大,这为控制路基的病害提供了一个比较有价值的信息.     

季节冻土区高速铁路路基冻胀监测系统及冻胀规律研究

季节冻土区修建高速铁路的主要问题是路基冻胀. 依托我国东北、华北多个高速铁路路基冻胀监测工作实践,研究了一套冻胀监测系统的构建方法并成功应用于哈齐客专、大西客专、牡绥线等路基冻胀监测工作中. 综合监测成果,对高速铁路路基冻胀规律进行了分析,对冻胀原因进行了总结. 结果表明：冻胀监测系统应充分考虑严寒、低温、高速条件下,利用先进传感器及物联网技术来实现各子系统集成;季节冻土区铁路路基冻胀存在一定规律可循,季节冻土区铁路路基冻胀不可避免但是可控. 填料质量是防冻胀控制的根本,施工质量过程管控是基础保障.     

青藏高原多年冻土地区公路路基变形

通过对现场实体工程的长期监测资料和路基破坏机理分析研究,使我们对沥青路面对多年冻土的严重影响,导致多年冻土的升温与退化,使路基产生较严重的不均匀下沉变形,及其它所引起的一系列路基病害问题的发生发展过程有了较为系统和深刻认识,取得了大量现场实测资料及研究成果.讨论了高温多年冻土地区冻土路基的变形特征,以及冻土路基变形与工程地质条件的关系,给出了路基随地温波动变化而发生的变形过程。     

软土路基真空联合堆载预压位移监测与分析

详细介绍了广肇高速公路K54+350～K54+560段软弱路基的工程地质特征及真空联合堆载预压位移监测布设。通过对监测沉降数据以及测斜数据的分析,认为真空联合堆载预压法处理本段软弱路基是成功的,在类似工程中应用是可行的。     

二元桩复合地基设计计算及其检测方法探讨

对两种桩型所构成的二元桩复合地基的设计计算方法进行了全面的对比分析,指出了一些错误的荷载板放置方式,提出了二元桩复合地基的一些载荷试验检测方法。     

Inextensible reinforcement on non‐linear elasto‐plastic subgrade under oblique pull

In this paper, a rational analysis of pullout resistance of inextensible sheet reinforcement subjected to oblique end force has been presented considering a non‐linear (hyperbolic), elasto‐plastic, normal stress–displacement relationship of the subgrade. Under an oblique pull, high normal stresses develop on stronger subgrades, thus mobilizing high shearing resistance at the reinforcement–soil interface. The higher the bearing resistance of the subgrade, the higher the horizontal component of pullout force and the lower the end displacement of the reinforcement. On the other hand, the end displacement at pullout can become very high for weaker subgrades especially at high values of the angle of obliquity. Also, the pullout capacity under oblique loading for weaker subgrades may approach or even fall below the axial pullout capacity at high values of the angle of obliquity. These adverse pullout responses owing to a low value of bearing resistance of subgrade are magnified when the subgrade stiffness is also small. On weaker subgrades, improvement in angle of interface shear is not advisable as this leads to further reduction in the pullout force and increase in the end displacement. Results are compared with back analysis of published test data on model reinforced soil walls. The comparison suggests that the present model leads to a more rational and better prediction of the pullout failure. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征分析

采用数值计算方法,分析了山区拓宽改造公路挡土墙路基的受力与变形特征。有限元分析结果表明,山区公路填方拓宽工程中,路基顶面沉降曲线呈“勺子”形状,区别于新建公路的抛物线形沉降曲线;与一般公路路基拓宽工程不同,山区拓宽公路不仅要重视新老路基结合部位的处治,新路基与挡墙结合部位的处治也不能忽视;山区公路填方拓宽路基外侧挡墙土压力的分布基本呈抛物线形状,不同于经典土压力理论得出的三角形土压力分布形式。通过分析路基拓宽宽度、老路路堤边坡坡度、新老路基路基材料性能等因素对路基受力的影响,揭示了山区拓宽改造公路新老路基不协调变形及挡墙的受力与变形特征规律。     

土工格栅加固道路软基的试验研究

通过室内模型试验，对土工格栅加固道路软土地基的效果及机理进行了研究。除测出４种不同试验条件下基底压力与地基沉降的关系曲线外，还用读数显微镜精确观测了软土地基的位移场，并对试验结果作了初步分析，揭示了土工格栅能有效加固道路软基的某些机理。     

旧路拓宽全过程三维有限元分析

旧路拓宽是西部山区高等级公路建设中的重要课题。运用岩土工程专业软件包P laxis 3D Tunnel,对旧路拓宽进行了全过程的三维弹塑性有限元数值模拟,包括新路基的填筑,路面各结构层的铺筑及轮载最不利位置的施加等,重点分析了新旧路基不均匀沉降变形及应力分布的规律,比较了拓宽方式、新老路基土模量差异对路面变形和使用寿命的影响,并就实际施工提出了一些建议。     

Numerical study on the effect of rigid inclusions on existing railroads

Railroad track problems have been exacerbated by the continuous increase in freight loads and train traffic. The need to implement soil improvement technique in a relatively short window-time (ie, to minimize train-traffic disruption) is a key aspect to be considered when adopting a convenient remedial solution to control settlements in railroads constructed on problematic subgrades. Rigid inclusions are selected in this paper because they are reliable solutions relatively easy to implement. Furthermore, they can be used in different ground conditions and are suitable for short construction times (eg, do not require a curing time, as in grouting methods). Typical (analytical) methods for the design of rigid inclusions are adopted in this paper to define an optimal distribution of piles for the case of existing railroads. The selected layout is then analyzed in detail by means of a 3-D dynamic finite element simulator using both, elastoplastic and elastic models. The performance of rigid inclusions is studied considering different operational scenarios, with dynamic and static loads, as well as involving subgrades with different plasticity index values. It is found that the predictions from the analytical design methods for rigid inclusion tend to be unconservative when compared against the finite element results. As for the numerical solutions, the most unfavorable stress condition is associated with the dynamic elastoplastic finite element solution. It is estimated that the rigid inclusions will contribute to a reduction in the ground settlements of around 15% to 20%, depending on the subgrade plasticity index.     

Strength Properties of Sandy Soil–Cement Admixtures

Soil stabilization with cement is a good solution for the construction of subgrades for roadway and railway lines, especially under the platforms and mostly in transition zones between embankments and rigid structures, where the mechanical properties of supporting soils are very influential. These solutions are especially attractive in line works where other ground improvement techniques are extensive and, therefore, very expensive. On the other hand, the economic and environmental costs of such works should be optimized with good balances between excavation and embankment volumes. For this purpose, the improvement of locally available soils can bring great advantages, avoiding a great amount in borrowing appropriate material, as well as the need of disposing huge volumes in deposits. This paper focus on the characteristics of two soils, Osorio sand and Botucatu residual sandstone, which can be converted to well acceptable materials for this purpose, if stabilized with cement. The study of soil stabilization with cement relies on the quantification of the influence of percentage of cement and porosity adopted in the admixing process for different state and stress conditions. This influence will be evaluated from the analysis of unconfined compression strength (UCS or q _u ) test results. This experimental framework will enable a good definition of mechanical parameters used in design of foundations and subgrades of railways platforms and for their execution quality control.     

The design of precast concrete pavements on low bearing capacity subgrades

By using the finite element method and combining it with Westergaard's analysis for concrete pavements, a new design method using 2 metre by 2 metre precast concrete pavement units is presented for heavy duty pavements on low bearing capacity subgrades. One design example is included.     

基于平均降雨量的路堤稳定可靠性分析

基于平均降雨量概念,考虑降雨的随机性,用改进的JC法和Monte Carlo模拟方法（MCSM）对公路路堤结构边坡进行了可靠度稳定对比分析,且考虑了随机变量为相关任意分布的情况编制了相应程序。根据实测数据,定量分析了路堤边坡土体因降雨而引起的饱和度变化对土体强度参数的影响;此外,对路堤稳定敏感性因素及其可靠度的一些规律进行了一些研究。     

混凝土夯扩桩和土工格室加固铁路基床试验研究

为了考察半干硬性混凝土夯扩桩与土工格室联合作用加固既有线路基基床病害的效果,结合达成铁路k337段成都黏土（膨胀土）基床病害工点的整治,选取了3个测试断面,分别测试了经不同加固方案处理后的轨道平顺性与基床不同高度处在机车荷载作用下的动应力、振动变形和加速度等动力响应。试验表明,3个测试断面的动力作用水平均在合理的范围内,动力学指标均低于相关限值;行车速度对动应力、动位移、加速度都有不同程度的影响。其中,加速度随行车速度的提高而增大最为明显;线路的平顺性与稳定程度对线路及路基结构的动力学（动应力、振动变形、加速度）响应有显著影响。