冲击碾压改建路面施工对路基动力作用的试验研究

依托冲击碾压破碎旧水泥路面现场施工,沿路面横断面和不同深度位置埋设土动压力传感器,对不同冲击碾压遍数、冲压路线、行驶速度下路基的竖向和侧向动土压力进行了试验研究。研究表明：冲击碾压施工引起的地基振动具有周期瞬态冲击特性,冲击荷载附近动土压力存在叠加增长现象。路基动土压力与冲击荷载位置、行驶速度和碾压遍数密切相关。动土压力随冲击压路机由近及远为先增加再减小,纵向距离30 m以内的路基均受到振动影响,纵向水平距离15 m范围内影响开始显著。不同的冲击遍数下动土压力最大值总体有一个先增大再减小的趋势,由于路面板和基层的荷载扩散作用,冲击碾压改建产生的土动压力相比直接冲击路基下降了1个数量级。在试验工况下,冲击碾压改建对旧路基的实际影响深度比有限元计算的深度范围更大,沿路纵向水平影响距离可取为10 m。     

冲击压实技术在路基工程中的应用研究

通过介绍冲击压实机基本原理,分析冲击压实技术特点,结合工程实例,表明冲击压实技术具有减少路基工后沉降、提高路基整体强度及加固软弱地基作用效果显著,同时填石路堤施工工艺的改进和压实标准进行了研究.     

路面类型对多年冻土区片块石路基热状态的影响

为了研究不同路面类型对高温多年冻土区路基的热稳定性的影响,基于温度监测数据,针对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面下片块石路基温度、热流密度、热收支变化、冻融循环过程及冻土上限变化进行了详细的分析。发现沥青混凝土路面和水泥混凝土路面都对片块石路基的温度有较大的影响,但沥青混凝土路面影响程度和深度远比水泥混凝土路面大。片块石路基中心热收支量呈上升趋势,沥青混凝土路面下其上升速率大于水泥混凝土路面,且路基阳坡热收支量大于阴坡。无论路面材料为沥青混凝土路面还是水泥混凝土路面,片块石路基阴阳坡路肩冻土仍处于不断退化阶段,而阳坡冻土上限下降速率明显大于阴坡。与普通路基相比,片块石层的存在能大幅度抬升或减缓路基冻土上限下降,且浅色水泥混凝土路面更有利于路基的热稳定性。     

列车荷载下青藏铁路冻土路基动力响应分析

根据带相变瞬态温度场的热量平衡控制微分方程, 采用有限元方法计算分析了青藏铁路路基的瞬态温度场. 随后, 根据温度场的分布特点, 应用Biot动力固结理论推导出的Biot动力固结控制方程, 采用热、力间接耦合方法对青藏铁路路基在列车荷载作用下的瞬态动力问题进行了数值模拟, 并系统的分析了列车荷载作用下铁路路基内的振动孔隙水压力、应力、位移等动力响应特点.     

光照碾压混凝土大坝渗控分析

基于光照水电站坝基水文地质条件及坝体渗透特性的研究,建立了大坝三维有限元模型,模型较详细地考虑了坝体大坝不防渗结构和排水系统及坝基地质和防排渗结构。分析研究了薄层单元、排水孔幕的模拟方法,采用合适的方法计算了同条件下的渗控情况。通过综合对比分析,对该坝的渗流规律及相应渗控措施进行了初步地探讨。     

基于ANSYS混凝土重力坝稳定动力响应分析

为了研究在静力作用下安全稳定及应力变形规律以及地震动持作用下重力坝的动力响应,应用时程分析法通过有限元数值模拟方法对混凝土重力坝进行三维模型计算。结果表明：静力作用下以及地震动持作用下重力坝的坝趾和坝踵部位应力均较为集中,坝踵处最大,与其它重力坝的其它部位比较,左坝底部的应力集中,特别是在左坝底部与水压、基岩的交界地带,引起了坝体的滑移,因此,建议对此处进行加固处理;重力坝坝体的最大幅值通常出现在坝顶,而且动力放大效应很强。坝体最大振幅一般发生在坝顶,其动态放大作用较大。由于坝顶突然发生的突然变化,导致了坝顶的横向开裂,必须采用相应的工程措施来降低坝顶的荷载,从而使其具有更好的结构刚度。     

碾压混凝土高拱坝坝肩稳定及坝体开裂静动力分析

强震区高拱坝抗震问题的研究十分重要,高拱坝静力稳定研究和极限抗震能力复核,是确保地震后不发生库水失控下泄的关键课题之一。采用物理模型试验与数值计算的方法,根据汶川震后新核定参数,并考虑降强因素的影响,对沙牌碾压混凝土拱坝进行静动力分析和复核。通过三维地质力学模型综合法静力破坏试验,研究拱坝坝肩在正常荷载作用下的稳定安全性,得到沙牌拱坝坝肩综合稳定安全系数为3.76,建议对两坝肩开裂较严重区域进行加固处理。在此基础上,基于反应谱理论进行三维有限元动力分析,将应力成果导入开发程序由Drucker-Prager（D-P）和Mohr-Coulomb（M-C）准则对加固后的沙牌拱坝进行动力复核计算,并研究大坝的开裂情况和极限抗震能力,计算结果表明,沙牌拱坝的整体抗震稳定性能良好,仅在万年一遇地震工况下发生坝肩浅表层失稳。研究成果表明,沙牌拱坝坝肩稳定性较高、坝肩加固效果良好,从而在“5.12”汶川地震中表现出超强的整体稳定性和抗震能力,其全面开展的研究工作和采取的工程措施可供国内强震区同类型拱坝工程建设及运行借鉴和参考。     

旧水泥混凝土路面改造时的若干处理方法

通过对旧水泥混凝土路面引起加铺沥青混凝土面层反射裂缝的机理分析,提出了旧水泥混凝土路面改造的几种处理方法,并列举了工程实例.以上方法可为旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层时基层处理提供参考.     

泥石流巨石冲击下的钢构格栅坝动力响应分析

泥石流中的巨石冲击是造成拦挡结构破坏的最直接因素,因此设置钢构格栅坝拦截大石块,对减小泥石流冲击破坏有十分重要的作用。本文就钢构格栅坝结构模型,利用国际通用计算动力荷载的非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA进行数值模拟。用钢球模拟巨石,分别在格栅坝中间榀顶层梁柱节点和中间榀顶层柱中部施加冲击荷载,分析在冲击荷载作用下结构的动力响应。结果表明：作用在结构上的冲击力大小与被冲击构件刚度大小密切相关,被冲击构件刚度越大,结构受到的冲击力越大,反之,冲击力越小;钢构格栅坝在冲击作用下,冲击作用部位、结构支座部位及梁柱节点部位响应较大,设计时应予以加强;且钢构格栅坝不同位置遭受冲击作用时结构响应完全不同,与冲击力作用在梁柱节点时相比较,冲击力作用在构件中部时结构整体响应明显较小。该结果为泥石流拦挡工程中钢构格栅坝的设计提供了参考。     

砂土地基冲击碾压加固效果影响因素的试验研究

冲击碾压技术已在国内外公路工程、机场工程以及港口工程等不同行业得到广泛应用,但有关冲击碾压加固效果的影响因素及影响规律尚不明确。文章利用自行研制的冲击碾压模拟试验设备,通过室内模型试验手段,分析冲击轮重量、冲击轮形状、牵引速度、土体的初始密实状态及冲击碾压遍数等因素对砂土地基冲击碾压加固效果的影响。试验结果表明:冲击轮重量对砂土地基冲击碾压加固效果的影响起主要作用,冲击轮单轮质量大于10 t时冲击碾压加固砂土地基的影响深度明显增加,2.4~3.6 m深度范围的加固效果最明显;初始状态为松散至中密的砂土对应的冲击碾压加固效果较好;三边形冲击轮的冲击碾压加固效果明显优于四边形和五边形冲击轮;牵引速度在12 km/h范围内时,砂土地基的冲击碾压加固效果随牵引速度的增加而增长,但牵引速度为9 km/h时,浅表层1.4 m深度范围的加固效果较好;同时在12遍冲碾过程中,浅层2.4 m深度范围的加固效果随着冲碾遍数的增加而有较明显增长。研究成果可为冲击碾压法加固浅层砂土地基的设计与施工提供参考。     

粗粒土压实路堤的水平推剪试验研究

简要介绍了水平推剪试验方法,并根据极限平衡原理,给出了水平推剪试验的计算公式。在S325侯饭线压实路堤进行了3组野外水平推剪试验,获得了粗粒土压实路堤的内摩擦角? 和凝聚力c,并分析了结果的合理性,为挡土墙优化设计提供了依据。     

移动荷载作用下非均匀地基的动力响应分析

基于线弹性动力学理论,结合坐标变换,建立了移动荷载作用下非均匀弹性半平面地基的动力控制方程,利用半解析法研究了移动荷载作用下二维非均匀地基的动力响应问题。采用傅里叶（Fourier）级数展开,假设了响应函数的级数形式,通过理论推导获得了剪切模量随深度任意变化的非均匀地基在移动荷载作用下各物理量的解析表达式。考虑土体的剪切模量沿厚度方向按幂函数梯度变化,通过数值算例分析并讨论了地基非均匀参数、荷载移动速度以及地基表面的剪切模量等对地基力学响应的影响规律,并与均质地基的计算结果进行了比较。数值结果表明：地基中各点的竖向位移随着土体表面剪切模量和表征土体非均匀性的梯度因子的增大而减小,随着荷载移动速度的增大而增大。在移动荷载作用下,非均匀地基与均匀地基的动力响应有着显著的区别。     

动荷载作用下碎石渣路基动力响应的有限元分析

针对土资源缺乏地区利用施工造成的碎石弃渣作填料的高速公路碎石渣路基,采用有限元软件PLAXIS动力分析模块,计算碎石渣路基在车辆动荷载作用下的动位移、加速度等动力响应特性,并与传统的填土路基进行对比分析,验证了碎石渣路基具有较高强度和较强变形恢复能力等优点[1-9]。     

循环荷载下桩网结构路基和垫层动力响应研究

基于相似理论,开展了4组桩网结构路基大比例动态模型试验,测试了循环荷载下桩网结构路基的动力响应指标,研究了降雨前、后加载力、加载频率以及循环加载次数对路基的动力响应、桩土荷载分担以及垫层格栅应变的影响。结果表明,降雨后路基动应力和动加速度均会增大,并且在基床内部增速较快,而路堤下部其增长基本趋于稳定;循环加载期间桩土应力比缓慢增大,其受降雨影响敏感,雨后降幅可达56.4%～79.5%;循环加载完成后垫层格栅应变增大,其横向分布特征基本保持不变;土拱形成后路基填高继续增加,路基宽度范围内4桩中心格栅应变增幅较大,峰值出现在边坡中心和路基中心附近,横向分布呈“W”型;两桩中心的格栅应变由路基中心向坡脚处呈“台阶”型递增,而路基宽度与边坡范围的格栅应变差距不断缩小。     

钢筋混凝土梁在低速撞击下的动力响应

研究分析了在半无限粘弹性Winkler地基上的钢筋混凝土梁受低速刚性体撞击的塑性动力响应问题。认为低速撞击下梁的计算必须考虑撞击时局部损伤的影响,研究梁结构整体破坏,从而建立了局部损伤和整体变形的关系式,推导出了钢筋混凝土梁在低速中心撞击时弹塑性阶段撞击力和撞击处的横向位移的计算公式。     

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。     

提速列车荷载作用下铁路路基动力特性的研究

结合铁路提速现状,分析了既有线上运行最高时速200 km/h客车、120 km/h货车时路基的动力响应。首先,采用列车-轨道耦合动力学模型,计算轮轨间相互作用力,然后,通过非线性数值分析,研究不同列车编组和行车速度条件下路基的动力响应,包括路基横断面的动应力、位移和加速度的大小、分布规律、沿路基深度内的衰减,并探讨了路基参数与动力响应的关系,同时与既有线的部分实测结果进行对比分析。研究表明,列车速度提高对路基动力响应的影响有限,但轴重的影响很大;对既有线路基加固时,存在一个最佳的路基刚度值（120 MPa）;道床厚度增加,路基动应力线性减少,但路基动位移和加速度变化不明显。     

复合地基加固路堤的稳定性分析

通过对复合地基加固路堤稳定性的极限平衡法和有限单元法的计算结果进行对比分析,揭示出当路堤的稳定性由复合地基决定时,极限平衡法和有限单元法的计算结果存在较大差异。应用岩土有限元软件Plaxis中的强度折减法可得到合理的路堤稳定性分析结果。对复合地基中桩体破坏模式的分析认为,桩体发生非剪断破坏之外的弯曲、转动、拉伸等破坏模式是极限平衡法与有限单元法计算结果产生差异的根本原因。由此进一步指出,当处理存在土与结构物相互作用的边坡稳定问题时,极限平衡法的分析结果可能会高估了边坡的稳定性,应慎重判别其合理性。