多年冻土区L型挡墙水平冻胀效应计算方法与分析

针对多年冻土区L型挡墙设计中水平冻胀力计算方法不完善的问题,基于利夫金地基模型及挡墙?土体之间的协同变形原理,分别建立了墙后有无换填土两种情况下的L型挡墙水平冻胀效应计算模型,利用叠加原理及有限差分法对所提出的计算模型进行了求解,并依托MATLAB自行编制了水?热?力耦合分析软件。结合工程实例,应用提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值分别与现场实测值、修正土压力值、规范经验值及水?热?力耦合软件模拟值进行对比分析,结果表明：提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值与现场实测值及数值模拟值在大体趋势上吻合较好,修正土压力值、规范经验值低估了水平冻胀力对挡墙的作用;相比规范经验值及现场实测值,提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力沿墙高呈抛物线和梯形两种分布模式,更具有普遍性;通过多场耦合分析可知,所提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法与水?热?力耦合方法得到冻胀力趋势相似,表明了计算方法的可行性,可为多年冻土区L型挡墙设计提供一定的理论支持和指导。     

多级重力式挡土墙土压力分布试验研究

对某高填方路基挡土墙的现场实测水平土压力数据进行了分析,研究表明:该挡墙墙后土压力呈曲线分布,类似字母"R",土压力最大值出现在挡墙底部,而下部的值略小于底部值,最小值出现在挡墙中部。在本级挡墙施工时,墙后第1、2层土压力值接近静止土压力值,大于主动土压力值,第3、4层土压力值小于主动土压力值;在其上若干级挡墙或边坡施工时墙后各点土压力值均小于主动土压力值,即随着填土深度的变化挡墙后各点的土压力系数是在不断变动着的,土压力系数与土压力数值大小的变化规律一致。同时,土压力作用点介于(0.4～0.5)H,且随填土深度增加作用点位置上移;每级挡土墙之间的平台宽度越小,上级挡土墙对下级挡土墙的影响就越大,土压力作用点就越高。研究结论对高填方多级挡土墙的设计具有理论指导意义。     

东莞南城区能源厂组合式挡土墙失稳分析及处理措施

挡土墙病害和破坏形式主要有:滑移、倾覆、墙身开裂等,并且主要考虑一级或单级挡墙的破坏。本文通过对东莞南城区能源厂重叠式组合挡土墙失稳观察,提出其破坏形式除了一般挡土墙具有的常见病害倾覆之外,还伴随有该类挡土墙特有的灾害流土的发生,本文从定量、定性两方面对该失稳挡墙进行了具体分析,最后,根据分析结果对该挡墙提出了具有针对性的处理措施。通过对该挡土墙的分析总结,为今后该类挡土墙的设计、施工提出了极具借鉴价值的建议。     

多年冻土地区L型挡土墙土压力(冻胀力)的分析与试验

为适应多年冻土区土体冻胀过程所产生的较大变形的特性, 缩短施工进程, 减少扰动时间, 在青藏铁路格拉段选择了一个试验工点进行了L型悬臂挡墙的初步验证性试验研究. 通过对L型挡墙的受力模式分析, 确定了对粗颗粒填料不考虑冻胀力的土压力设计控制值. 通过与现场实测土压力分布规律的对比, 探讨了土压力与冻胀力的关系.     

基岩面形状对土体变形破坏的影响实验研究

采用离心模型试验研究基岩面形状对重力式加筋挡土墙土体变形破坏的影响,基岩面形状设置为直线形和台阶形,直线情况下基岩与挡墙分别围成三角形和梯形,台阶则分为两级台阶和三级台阶,试验共进行4组。试验结果表明,水平位移和沉降变化剧烈的位置主要在土体顶部靠近挡墙的位置,近岩面处土体水平位移和沉降都比较小;在挡土墙底部基岩与挡墙之间应当有足够的水平距离才有利于土体的稳定;基岩与挡墙所围形状为三角形时对土体的变形和稳定最为不利,基岩与挡墙围成梯形或基岩为台阶形时对土体稳定比较有利。     

基于FLAC3D的预应力锚索挡墙正交优化设计

针对某预应力锚索路基挡土墙,以静载条件下挡墙面板位移量和路基沉降量作为评价指标,确定适宜的锚索设计因素及水平,采用正交试验设计法优化锚固参数的组合方案,用FLAC3D建立数值模型和分析计算,确定预应力锚索的最优设计参数,并结合现场监测证实了分析方法的可靠性。研究成果对预应力锚索挡墙工程设计具有重要的参考价值。     

抗滑桩在挡土墙设计中的应用

建造在软弱地基土上的挡土墙,其整体稳定性往往不能满足设计的要求,可考虑在挡墙下设置抗滑桩以阻止地基滑动.     

地下水对砂类土边坡稳定性的影响

内蒙古地区冬季积雪厚,春季气温回升快,大量雪水浸入边坡及挡土墙墙背的细砂层中,由于上部护坡和下部挡墙的排水孔多数堵塞,地下水无法排出.融化雪水沿土坡表面产生渗流,导致边坡变形失稳.地下水位上升时,挡土墙墙后严重积水,按水土分算原则计算作用在挡墙上的水土压力增大,挡墙极易滑移.     

抗拔锚杆在超高挡土墙中的加筋作用研究

通过在超高挡土墙中安装水平抗拔锚杆和抗滑块,从而降低挡土墙的截面积。这种加筋方式可以有效地减轻主动土压力。当布置不同形式的抗拔锚杆和抗滑块时,墙后土体应力分布产生大幅的影响,对其水平应力和水平位移进行了数值分析。根据某工程实际情况,计算得出挡土墙背部土体在不同工况下的水平方向应力和位移大小,以验证其安全性,达到减少土体压力的目的。结果表明,在超高挡土墙中,采用3层抗拔锚杆和每层抗拔锚杆上安装2个抗滑块的加筋方式,对挡土墙墙后土体的预加固,增加墙后土体的自身稳定性,削减墙后土体对挡墙的土压力,可以获得最佳的加筋效果。     

季节性冻土区滑坡防治工程的冻融效应分析

川藏铁路规划线路穿越青藏高原东缘高寒带岛状山地冻土区,冻融环境相对复杂。文章通过对川西地区及藏东昌都地区G317、G318沿线滑坡防治工程25处典型案例进行调查,总结冻融条件下滑坡防治工程的破坏形式及受力机理,探讨了水平冻胀力、法向冻胀力的计算方法及其对挡墙、桩间板、排水沟等的影响,计算结果表明水平冻胀力远大于主动土压力,认为开放式冻胀较封闭式冻胀对防治工程的影响更大;阐明了冻胀融沉对锚索工程的影响,提出使用基于蓄能消能系统的锚索结构;探讨了季节性冻土区滑坡防治材料抗冻等级选择方法及减缓冻融效应的措施及建议,为川藏铁路沿线滑坡治理工程及拟建施工便道的边坡支护提供参考。     

竖向直排冻结条件水平冻胀力试验研究

竖向直排冻结方式常用于软弱地层中斜井掘进和深基坑止水帷幕的冻结法施工中,目前国内外对该冻结方式下水平冻胀力的分布研究鲜见报导。以某斜井冻结工程为背景,推导出温度场、应力场和水分场等相似模拟准则,设计了竖向直排冻结模型试验并细化具体试验方案,利用大型三维模拟冻结试验系统,对竖向直排冻结条件下不同深度土体的水平冻胀力分布特性进行了试验研究。结果表明,竖向直排冻结过程中埋深对水平冻胀力的影响明显,在其他条件相近的情况下同一水平面中水平冻胀力的大小与温度密切相关;冻胀力的变化率主要受冻结锋面位置的影响,距离冻结锋面较近时冻胀力的变化率逐步达到峰值;已冻土体的冻胀力随冻结锋面向外发展而趋于平稳。     

双向土钉锚喷技术在重力式挡墙设计中的应用研究

将土钉锚喷技术应用到重力式挡墙的结构施工中,形成双向土钉锚喷重力挡土墙。以北京某奥运室外地下雨水收集池基坑支护工程为例,对它的设计原理、稳定性计算以及使用范围进行了详细说明,特别是对该方法在挡土墙加固方面的设计及施工方法进行了全面阐述。工程实践证明,该方法具有安全性大,施工效牢高,费用低的特点。     

福建省安溪县一中瑞璧楼群下侧挡墙稳定性分析及治理建议

以新建瑞璧楼群所处的山坡和挡墙等范围为研究区,论述了研究区的地形地貌、建筑群概况、地质条件和隐患特征,通过对研究的地震效应、地下水和土的腐蚀性测试分析、岩土体性状以及挡墙变形发育特点等方面进行定性分析,初步判定挡墙的稳定性;再采用理正通用路基设计CAD——挡土墙设计软件,分别对是否存在滑动面的两种情况进行稳定性验算。依据验算结果和边坡的主特征,结合工程实际,对研究区初步提出了治理对策。     

基于预应力框锚技术的类松散体填料高挡墙加固应用研究

结合具体的工程实例,介绍了预应力框锚技术在墙内填料为类松散体的高挡墙加固中的设计特点和施工难点,揭示了类松散体填料高挡墙加固中预应力框锚结构设计参数选取困难的特点,并针对墙内地质条件复杂的情况提出了多机型协调组合的施工方法,有效地解决了施工中的难点。还开展了锚杆拉拔试验,对比了预应力锚杆在不同地层条件下荷载与位移关系,并将试验值与设计值进行了对比分析,结果表明选取的参数计算得到预应力锚杆拉力设计值与试验值吻合较好。最后对加固前后挡土墙的稳定性进行了对比分析,发现预应力框锚结构能明显提高挡土墙的抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性。     

高填方膨胀土作用下刚柔复合桩基挡墙结构数值模拟

针对高填方膨胀土路基边坡的治理问题,提出了在膨胀土和挡墙之间设置EPS柔性垫层的刚柔复合桩基挡墙结构。采用FLAC3D建立了刚柔复合桩基挡墙结构支护的高填方膨胀土路基数值模型,并基于热-力耦合模型实现了湿度变化后的高填方膨胀土变形模拟,进而对比分析了5种不同工况下刚柔复合桩基挡墙结构的受力变形特性及路面变形,并着重探讨了EPS垫层厚度和刚度对刚柔复合桩基挡墙结构墙背土压力和水平位移的影响。研究结果表明:刚柔复合桩基挡墙结构的墙背土压力、抗滑桩桩身弯矩和剪力、挡土墙和抗滑桩水平位移均明显减小,但路面沉降和水平位移有所增大;EPS垫层弹性模量越小或厚度越大,则EPS垫层压缩量越大,允许膨胀土发生的侧向变形也越大,刚柔复合桩基挡墙结构的受力和变形则越小;柔性EPS垫层减压作用的充分发挥必须同时满足厚度和弹性模量2个方面的条件,单一采用垫层刚度指标不足以反映EPS垫层的影响。     

不同因素对排水沟渠水平冻胀力的影响

多年冻土地区的排水沟渠经常遭受水平冻胀力的破坏,严重影响构筑物的服役性能。根据青藏高原多年冻土区路基坡脚U型槽排水沟渠的现场试验,并通过数值计算与理论分析,分析了结构埋深、粗颗粒换填范围以及结构形式对其温度场和水平冻胀力的影响。结果表明：改变工况,对土体温度场分布的形状影响较小,仅对其大小有一定影响。不同工况下水平冻胀力均沿深度非均匀分布,最大水平冻胀力主要出现在结构中部,而其上部和下部较小,结构侧壁在1/2至1/3处易发生冻胀破坏。梯形结构所受的水平冻胀力较U型结构增大13%～15%左右,但其分布形式基本相同。因此,U型结构在降低水平冻胀力方面优于梯形结构。随着换填范围增大,排水沟渠的水平冻胀力最大值逐渐减小;对于埋深1.7 m的排水沟渠来说,其侧边的0～2.8 m是影响水平冻胀力的主要换填宽度范围,而当换填宽度超过2.8 m后,水平冻胀力几乎不再降低。     

负温对基坑悬臂桩水平冻胀力影响的模拟研究

寒冷地区基坑悬臂桩支护工程,在桩后土体水平冻胀力作用下,易出现桩体倾斜、水平裂缝、剪断等问题.负温是水平冻胀力产生的关键因素,采用数值模拟方法,分别模拟粉质黏土、黏土在一定的负温变化下,桩体水平冻胀力的大小和分布模式,结果表明：负温越低,土体冻结速率越大,水平冻胀力越大;桩身范围内,水平冻胀力大致呈上下小、中间大的抛物线型分布,最大值出现在基坑的中下部,为开挖深度的0.5～0.8倍,力值约为冻胀前土压力的2～15倍,同时拟合出最大水平冻胀力与温度、桩顶位移之间的关系公式;此外,桩体水平位移随负温增加而增加,桩顶位置处,冻胀引起的水平位移为开挖引起位移量的0.88～11.38倍.     

青岛某高低组合墙面加筋土挡墙工程应用实例

介绍了青岛某高低组合墙面加筋土挡墙项目的工程概况、设计思路、施工方案和监测成果。该组合加筋土挡墙下部采用了混凝土劈裂面模块墙面,上部采用了现浇混凝土面板+筋材返包土工袋墙面。监测数据表明,下部劈裂模块向墙外侧变形越大,土工格栅张拉越紧;上部墙后荷载和土压力越大,加筋土越密实,返包土工格栅和钢筋锚杆承受的拉力越大;墙后土体位移及挡墙变形较荷载施加具有一定的滞后,上部土工袋与挡墙之间的空隙充分挤密后,变形趋于稳定;与常规挡土墙位移方向不同,该组合墙面的挡土墙位移方向表现为向填土一侧移动。实践证明,该组合墙面加筋土挡墙具有结构合理、施工方便且安全可靠的特点,可为类似工程的设计提供参考。     

考虑空间效应和土体粘聚力的短墙土压力分析

由于一些挡土结构的长高比较小，墙后土体两侧受到约束。对该类短墙上土压力的空间效应进行分析，考虑了土体的粘聚力和土与挡墙之间的粘着力。通过分析说明，土体空间约束后，土压力远小于经典的平面土压力，有利于短挡土墙的经济合理设计。     

支挡式结构物水平冻胀力研究进展与思考

寒冷地区的支挡式结构,极易受水平冻胀力的影响,过大的水平冻胀力容易造成支护结构变形、出现裂缝、支护体错断甚至整体倾倒,严重威胁支护工程的安全与稳定,因此研究寒区支挡式结构水平冻胀力的变化规律具有重要意义。主要从水平冻胀力的产生、影响因素、分布模式、取值大小、计算方法以及防治措施等诸多方面的国内外研究现状进行综述,结果表明：水平冻胀力的大小及其分布形态受土质类型、土颗粒大小、土体分散性、土内所含矿物成分、土体温度、土体含水量、外界水源补给以及支护结构特征等多因素影响;水平冻胀力存在多种分布模式,对不同分布模式应采取不同的计算方法,而且各计算公式均有一定的限制条件。在实际工程中,若要减弱水平冻胀力的影响,可采取换填土质、加强保温、隔水排水、使用物理化学试剂或多方法综合使用等措施。