The effect of subgrade inhomogeneity induced by freeze-thaw on the dynamic response of track-subgrade system

The developed vertical coupling model of Vehicle-Track-Subgrade which considered subgrade layer vibration is present-ed. The equations of motion for the ballast, top and bottom subgrade layers are pres...     

拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制及其稳定性研究

拉裂-滑移式黄土崩塌是黄土地区高速公路建设过程中常见的一种崩塌灾害。根据土体极限平衡方程,得到黄土斜坡后缘最大竖直拉张裂隙深度。引进水致弱化函数,分别建立了竖直裂隙面介质及潜在滑移面介质的本构方程。根据崩塌体能量守恒原理及尖点突变理论,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患的尖点突变模型。根据该模型,探讨了拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制。认为黄土斜坡开挖后,后缘形成拉张裂隙,在裂隙充水的作用下,竖直拉张裂隙的剪切模量增大,潜在滑移面的剪切模量减小,当黄土含水饱和度达到一定程度时候,系统发生突变,滑裂面形成,土体重心不断向临空面移动。其重心一旦滑出陡坡,就会产生崩塌。根据极限平衡方程,结合摩尔-库仑定律,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患体的稳定性计算公式。研究结果对黄土崩塌治理的设计与施工具有重要参考价值。     

线性分布基床系数弹性地基梁有限单元法改进

弹性地基梁法常用于研究土和结构的相互作用,对于均布荷载和边界条件简单的弹地基梁,采用理论解即可方便地进行计算。侧向荷载作用下桩体、嵌入式挡墙一般根据弹性地基梁理论进行分析,并假定基床系数随深度增加。对于基床系数呈线性分布或呈均匀分布但边界条件复杂的弹性地基梁理论求解困难,通常采用有限差分法或有限单元法近似求解。采用有限单元法计算线性分布基床系数弹性地基梁时,若单元划分数量不够,就存在计算精度不足的问题。采用加权余量法推导了更为精确的2节点5次位移函数和相应的单刚矩阵,得出了线性分布荷载作用下挠度的5次多项式近似解,从而实现只需划分很少的单元数,节点位移及单元内位移的分布即可达到较高的计算精度,极大地提高了计算效率,单元内力的分布可直接由位移函数导出,简化了后处理计算程序。     

塑料排水板处理软基侧向变形规律及预测模型

探讨西南地区软土路基经塑料排水板方式处理后,路基侧向变形的规律。基于四川省遂资高速公路软土路基沉降变形监测的数据,对土体侧向变形随深度、侧向变形随时间的变化规律进行统计分析,并根据其变化特征,分别提出相应的预测模型。研究表明：（1）在路堤填筑过程中侧向水平位移近地表处（0.15～0.3倍软基厚度）侧向位移变化剧烈;（2）侧向水平位移随时间存在3种变化关系：填筑前期为ym=SD,路堤填筑从临界填筑高度到设计填筑高度的过程为ym=0.15SD,填筑完成后为ym=0.3SD。最大侧向水平位移随时间大致呈S形曲线分布;（3）根据侧向水平位移随深度变化特点、侧向水平位移随时间变化特点,分别提出y（z）=ae-z（bsinz+ccosz）、y（t）=a/（1+e（b-ctr））模型进行预测,预测结果与实测数据较为吻合。     

赤道偶极剖面法在探测路基岩溶洞穴中的应用

阐述了赤道偶极剖面法在探测铁路路基岩溶洞穴中的应用效果;通过正演理论计算和物理模拟实验,说明该法的异常明显、可靠,反演解释准确,并给出了选择最佳极距的原则.应用实例表明该法效果好.     

Nonlinear analysis of laterally loaded rigid piles in cohesionless soil

In this paper, a method is developed for nonlinear analysis of laterally loaded rigid piles in cohesionless soil. The method assumes that both the ultimate soil resistance and the modulus of horizontal subgrade reaction increase linearly with depth. By considering the force and moment equilibrium, the system equations are derived for a rigid pile under a lateral eccentric load. An iteration scheme containing three main steps is then proposed to solve the system equations to obtain the response of the pile. To determine the ultimate soil resistance and the modulus of horizontal subgrade reaction required in the analysis, related expressions are selected by reviewing and assessing the existing methods. The degradation of the modulus of horizontal subgrade reaction with pile displacement at ground surface is also considered. The developed method is validated by comparing its results with those of centrifugal tests and three-dimensional finite element analysis. Applications of the developed method to laboratory model and field test piles also show good agreement between the predictions and the experimental results.     

水泥改良高液限黏土动态回弹模量试验研究

利用动三轴试验,研究了水泥改良高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其变化规律。研究表明,动态回弹模量随围压、压实度和水泥含量的提高而增大,随循环偏应力和含水率的增大而减小。为分析动态回弹模量的应力依赖性,研究采用了双因素方差分析。分析表明,偏应力与围压均对动态回弹模量有显著性影响,但偏应力的影响更为显著。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在分析现有动态回弹模量本构模型适应性的基础上,采用偏应力和体应力为变量的3参数复合模型对试验数据进行回归分析,结果表明,所选模型具有较高的决定系数,证明所选模型具有较高的合理性与可靠性。研究获得了不同含水率、压实度和水泥剂量下水泥改良高液限黏土的动态回弹模量预估模型,为基于动力学的路面结构设计提供了参数。     

列车交通荷载作用下软土路基的长期沉降

通过2.5维有限元结合薄层单元方法,建立了列车运行荷载作用下轨道和地基动力相互作用的3维分析模型,求解不同运行速度列车荷载作用下路堤下卧层地基中动偏应力的分布,结合软黏土在循环荷载作用下的累积塑性应变理论,建立了路堤下卧层地基在列车运行荷载作用下长期动力附加沉降的计算方法。在此基础上采用瑞典X2000高速列车的实际轨道和地基情况进行了计算,分析了长期沉降随时间的发展过程及其在地基中的分布规律,特别是考虑了列车运行速度对路基沉降的影响。     

干拌水泥碎石桩加固路基现场试验研究

针对京珠高速公路漯周界K421＋642-K421＋975段路基病害问题,采用干拌水泥碎石桩予以加固。为了研究其加固效果,现场试验段分为5个区,每区6根桩,桩长6m,成孔直径150mm,桩间距1m×1m,重锤120kg,每个区桩的每层虚填料高度、夯击次数不同。通过载荷试验、动力触探试验检测结果对比分析得出以下结论：每层虚填料高度小于40cm,夯击7次时,桩体达到密实状态,单桩承载力极限值达到400kPa,满足设计要求;通过静力触探、瑞利波测试及室内试验对比,分析加固前后路基土的变化,发现加固后路基含水量降低,路基的承载力和沉降得到改善。运行路基没有再出现唧泥、翻浆、路面病害等问题。上述分析和治理方法可为类似工程病害治理提供参考。     

基于遗传算法的冻土路基融沉可靠性分析

在冻土路基融沉变形极限状态方程的基础上,从可靠度指标的几何涵义出发,提出了基于遗传算法的冻土路基融沉可靠度指标和失效概率的计算方法。该法是一种全局优化算法,能有效克服传统搜索算法易陷入局部极小值的缺点,不需要对功能函数进行直接转换,避免了功能函数比较复杂时所带来的求解困难,特别适合求解非线性规划问题。以青藏铁路冻土路基的具体实例,验证了本方法的准确性和有效性