珠江三角洲地区高速公路软基瞬时沉降计算方法探讨

目前高速公路软基瞬时沉降尚无成熟的计算方法, 从产生剪切变形的主要因素入手, 同时考虑土体结构损伤、砂井加筋作用, 推导出珠江三角洲地区高速公路软基瞬时沉降的计算关系式.根据填土荷载大于或小于Pc的两类情况而得到各自的计算公式, 并利用实测资料进行反馈分析得到经验系数.5个断面的计算表明, 所得计算公式是可信的.      

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。     

不同软基处理方式下高速公路加宽工程变形特性分析

交通量的迅速增长使越来越多早期建成的高速公路需要拓宽改建,而如何根据老路的地基处理方法合理选择新路基下软基的处理方法成为主要技术难题之一。以实体工程为依托,采用有限元方法分析了新老路软基采用不同处理方法对加宽工程道路变形的影响。结果表明,新路基采用塑料排水板对施工期老路扰动很大,而采用复合地基可有效降低工后沉降和施工期老路变形。同时,地基内水平位移分布为采用应力隔离墙降低新路荷载对老路的影响提供了理论依据,隔离墙深度可根据水平位移集中区的埋深确定。此外,当新路采用复合地基时,施工期老路沉降变形受老路固结状况的影响较小。     

潮汐作用下淤泥路基固结变形特性研究

淤泥类软土的广泛分布是沿海地区高速公路建设中普遍遇到的岩土工程问题。海滩区淤泥长期受周期性的波浪和潮汐作用,在淤泥路基排水固结处理前,为便于施工,一般在两侧填筑围堰,并修建反压护道,波浪作用被阻隔,而潮汐通过排水层进入淤泥路基顶面,对淤泥路基的排水固结过程产生重要影响。基于海滩区淤泥路基中反压护道和潮汐的作用,建立了平面应变砂墙路基有限元计算模型。根据现场实测资料反算砂井路基水平渗透系数,并将三维砂井路基转换成平面应变砂墙路基,确定了转换后的等效渗透系数。计算结果表明潮汐、反压护道等对淤泥路基排水固结过程有显著影响。     

高速公路拓宽工程地基处理效果的数值分析

以既建高速公路地质资料为背景,通过通用的有限元程序,对高速公路拓宽工程中新、老路基采用不同处理方法的效果进行了数值模拟。结果表明：新路堤的堆载会引起老路基一定程度上的瞬时变形,新路基采用复合地基法处理能较好地解决不均匀沉降问题,且新路基施工前老路基的固结度对复合地基法的处理效果影响较小。     

排水固结法加固软基变形简化计算分析

插板和砂井堆载预压是处理软基有效方法之一,现有的沉降变形计算方法大部分采用轴对称理论的解析解和以太 沙基或比奥固结理论为基础的数值解,仍较为复杂。根据软基排水固结机理,采用固结度等效原理,对渗透系数进行调整,把 砂井(插板)地基简化为均质成层地基。运用有限元对某软土路基处理工程进行简化计算,并和监测结果进行对比分析,对简 化计算方法进行验证。发现具有较好的准确性,为实际软基处理工程的沉降变形分析提供了一种简单实用的方法。     

弹黏塑性模型及其在预压处理软基沉降计算中的应用

以准确计算预压荷载作用下软土路基的工后沉降为目的,分析了不同预压法加固软土地基时土体的应力变化。提出了用弱化应力路径变化过程的弹黏塑性模型表示软黏土的应力-应变关系。结合经典比奥固结理论,推导了预压荷载作用下土体沉降计算的有限单元法。通过具体算例,验证了所提方法。结果表明：（1）不同预压方法的加固机制和应力路径均不相同。堆载预压法加固软基是一不等向的正压固结过程,真空预压法则是在负压作用下的等向固结过程;（2）弹黏塑性模型是不受瞬时施加应力的大小及具体应力路径变化过程影响的软土流变模型,运用于预压荷载作用下的软基时具有不考虑应力路径和不划分主次固结的优越性;（3）在比奥固结理论中,用弹黏塑性模型反映软土的物理方程时,可计算软基考虑了弹黏塑变形性质的固结沉降和工后沉降;（4）弹黏塑性模型的软土体黏性参数? /V和塑性参数? /V对竖向位移都有比较明显的影响。     

滨海软土非线性流变模型及其工程应用研究

基于室内一维固结蠕变试验,研究了天津滨海淤泥质软黏土的蠕变变形规律,建立了反映滨海软黏土的非线性流变本构模型,确定了模型中的各个参数。通过此本构模型推导出天津软黏土的沉降计算公式,利用该公式对天津滨海地区北塘水库大坝软土堤基进行了沉降计算和分析,计算值与实测值比较吻合,证明了流变模型的合理性,同时也说明在软土地基沉降计算中,考虑非线性流变性状的影响是必要的。并对天津滨海新区软土长期蠕变沉降作出预测。     

结构性黏土的压缩变形特性

海相软黏土的结构性对土体的变形与强度特性有着重要的影响,这种影响与爆炸挤淤置换法处理软基的置换深度直接相关,是海堤基础沉降与稳定性分析的不确定因素。为了探究结构性对海堤地基沉降的影响,并对海相软黏土的压缩特性进行定量分析,建立结构性黏土的压缩变形模型,同时给出模型参数的确定方法。利用文献中的试验数据对模型进行了验证,结果表明模型不仅适用于一维应力状态下的变形分析,能够描述三轴应力状态下结构性黏土的压缩特性。利用所建模型对浙江漩门地区海相软黏土的压缩特性进行模拟,分析表明,模型能较好地考虑结构性对该地区软黏土压缩变形的影响,为该地区海堤沉降的预测提供量化分析的手段,有助于加强结构性黏土地区海堤地基设计与施工的理论基础。     

福厦线粉喷桩复合地基有限元分析

结合福建省第一条省内高速铁路福厦线的设计,通过三维Biot固结有限元数值模拟,探讨了粉喷桩处治深厚层 软基的变形特性,并就施工参数、路基参数等对软基沉降的影响进行了参数敏感性分析。其研究成果对工程实践具有一定的 指导意义。     

保国寺旅游公路软土地基最终沉降量估算

利用软土地基的沉降计算方法,对保国寺旅游公路软土地基沉降进行计算分析。 对比该公路软土地基沉降观测成果,应用最小二乘法准则计算公路软土地基土性参数;根据所介绍的软土地基的沉降计算方法计算出该公路9个典型断面软土地基的工后沉降。     

基于正交试验的复合地基沉降影响因素分析

结合苏北滨海平原连云港地区海相沉积的软土粘粒含量大、海侵海退、多夹层等特点及某高速公路沉降观测资料,考虑复合地基段沉降效果良好、固结显著, 对水泥搅拌桩处理海相软土地基实测累计沉降的影响因素进行单因素和多因素分析。在正交设计理论的基础上, 提出似正交设计方法并重点对软土厚度、预压方式、填土高度、桩长和桩间距进行多因素分析, 计算证明了预压方式和填土高度对水泥土桩复合地基加固软土地基的实测累计沉降的显著影响, 建议在该工程软土厚度范围变化不大的地段, 应优先调整预压方式并控制填土高度。     

考虑压缩模量深度效应的深厚软土桩基沉降计算

对于深厚软土桥梁桩基础的沉降计算,土层的压缩模量是一个极为重要的参数。针对京沪高速铁路桥梁桩基沉降,以DK152工点处的土工试验数据和现场测试成果为基础,通过拟合分析得到与土层深度有关的天然状态下压缩模量计算公式。在该基础上,进一步运用神经网络建立土层压缩模量与桩基沉降之间的映射关系,对不同土层在不同深度的压缩模量进行反演分析,相关反演结果与经验公式计算值基本一致,得到的桩基沉降量与现场监测位移吻合良好,说明文中提出的压缩模量计算公式的准确性和实用性,相关模型概化和反演计算方法也是合理的,对深厚软土地基下高速铁路桥梁深长桩基的沉降计算有一定的参考价值。     

用扁铲侧胀试验计算软基处理工后沉降

准确预测软基工后沉降对评价软基处理方法、提高软基处理质量非常重要。Marchetti提出了运用扁铲侧胀试验计算砂和一般土的沉降公式。该试验具有准确快捷、对土扰动小的特点,但用于计算加载初期的结构性软土误差却较大。软基处理后沉降趋于稳定。利用处理后的扁铲侧胀试验数据,借鉴Marchetti公式,预测工后沉降。通过与其他几种常规计算方法的比较,表明该方法能更加准确地计算软基工后沉降。     

软土e-p曲线确定的简化方法及在非线性沉降计算中的应用

首先假设软土的压缩曲线符合双曲线方程,并通过某工程一系列的数据进行验证,验证结果表明双曲线假定比较符合软土压缩曲线;由于双曲线方程参数相对较少,数据拟合确定比较简单易行,可对实际工程软土地基沉降进行简化计算并能满足工程的精度要求;同时还针对目前地质报告一般不提供详细的孔隙比-压缩应力（简称e-p）试验数据的情况,对e-p双曲线方程提出了一个只采用初始孔隙比e0、压缩模量Es来确定其参数的简化方法。在此基础上,基于e-p曲线确定邓肯-张模型的切线模量Et,采用分层总和法应用于软土地基的非线性沉降计算。对计算结果与实测数据进行比较分析表明,所提出的方法是切实可行的。     

软土地基沉降计算的误差分析

对引起路堤荷载下软土地基沉降从竖应力、固结沉降、瞬时沉降和后期沉降的计算四个方面,常见计算方法误差的诸多因素,从受力、沉降原理上进行了详细分析并提出一些建议,以使沉降更为接近实际.     

土工格栅在治理软土路基沉降问题中的研究

对土工格栅在治理某高速公路软土地基的沉降问题进行了研究,介绍了加固软土路基的处理方法和治理机理,并采用有限元分析方法,对处理后的路基沉降进行了计算,所得结果与实测沉降值偏差较小,证明本研究采用的计算理论和结构模型以及编写的程序是正确的。     

软土的一维次固结双曲线流变模型研究

软土的次固结对于软土的变形量非常重要。在软土次固结计算中,通常以次固结系数作为计算参数,但该系数不能反映荷载变化的影响,而且只适用于正常固结土。由于工程中所遇到的大都为超固结土,对超固结土的次固结计算还缺少合理的方法。通过室内试验开展了软土次固结沉降相关研究,进行了多组原状软土试样的分级加载次固结试验,试验结果表明,对于软土次固结计算,建议从次固结应变与时间关系的角度,采用双曲线形式进行拟合,并分别对正常固结和超固结状态的次固结应变参数进行分析,建立了一维次固结的经验模型公式,提出了一种考虑压力对次压缩影响的次固结沉降计算方法,并将该方法应用于现场工程项目,验证了该方法可以适用于正常固结土和超固结土,使得软土次固结沉降量的计算能够更好地反映实际工程问题。     

离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。