不同類型交通荷載作用下低路堤路基特性現(xiàn)場試驗

基于黃茂松提出的上海軟粘土不排水累積變形模型和累積孔壓模型,借助靜態(tài)和動態(tài)有限差分法,對上海軟粘土地基的累積沉降進(jìn)行了計算分析。結(jié)果表明:累積沉降包含不排水累積變形和累積孔壓消散引起的變形2個部分,但前者是主要的;累積沉降隨時間先急劇增大,然后逐漸變緩;當(dāng)路堤高度小于1.5m時,隨著路堤高度的減小,地基累積沉降增加很快;車載越大,累積沉降增大速度越快,超載0.2倍,累積沉降將增大44%,因此限制超載是減小累積沉降的關(guān)鍵;提出的軟粘土地基累積沉降預(yù)測公式能很好地反映路堤高度和車載的影響。

對于軟土地基上的低路堤來講,由于路堤高度較低,地基沉降占總沉降的絕大部分,故必須采取切實可行的處理、控制措施。

為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要,修建高速公路和高速鐵路已成為我國交通運輸建設(shè)的主要任務(wù)。由于車輛軸重的增大和速度的提高,導(dǎo)致車輛荷載在路基結(jié)構(gòu)中的分布及傳遞特性發(fā)生變化,導(dǎo)致路基動力響應(yīng)(動變形、動應(yīng)力及加速度等)發(fā)生了較大變化,其大小與分布關(guān)系到路基強度、

根據(jù)交通荷載的特性,應(yīng)用abaqus有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,將交通荷載作用下的公路路基簡化為三維立體模型,采用擬靜力法來分析動態(tài)的數(shù)值問題,分別以靜荷載、移動恒定荷載和正弦荷載的形式模擬交通荷載。從現(xiàn)有的彈塑性土體本構(gòu)關(guān)系入手,建立路基土有限元模型,通過模型參數(shù)的確定,對路基土在交通荷載作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析和計算,從而得到了路基土在交通荷載作用下的動力特性。結(jié)果表明,荷載沿道路平面方形的影響范圍為8~10m,沿路基深度方向為6~8m。移動荷載作用下,道路結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)較靜荷載的有所增加,塑性應(yīng)變增幅顯著;正弦荷載作用下,道路結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)與移動荷載的相比變化不大,且車速對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)影響不大。

本文采用有限差分軟件針對某一工程實例的粉土路基響應(yīng)特性進(jìn)行了模擬分析,得到了路基沉降、路表沉降規(guī)律以及剪切應(yīng)變增量的云圖,以便有針對性開展相關(guān)理論研究工作。

交通動荷載作用下粉土路基具有沉降變形過大等特點,成為公路工程難題。依據(jù)工程實例,采用大型有限差分軟件flac~(3d)對某粉土路基進(jìn)行了動力響應(yīng)分析、得到了路基沉降云圖,路表沉降時程規(guī)律和剪切應(yīng)變增量云圖等。數(shù)值分析表明:動荷載幅值為10kpa、20kpa,30kpa和40kpa時,路基表面沉降位移分別為0.52cm、1.09cm、1.71cm和2.50cm,呈非線性增長:路基沉降分為瞬時沉降和動力固結(jié)沉降,其中動力固結(jié)沉降約占總沉降的一半左右,在公路工程中應(yīng)給予重視。

本文采用有限差分軟件針對某一工程實例的粉土路基響應(yīng)特性進(jìn)行了模擬分析,得到了路基沉降、路表沉降規(guī)律以及剪切應(yīng)變增量的云圖,以便有針對性開展相關(guān)理論研究工作。

交通荷載作用下凍土路基動力反應(yīng)分析——文中用abaqus商業(yè)有限元軟件建立了凍土路基數(shù)值模型，分析了在軌道交通荷載作用下，凍土路基動力反應(yīng)沿深度方向變化規(guī)律，并研究了列車運行速度和凍土負(fù)溫對路基動力反應(yīng)的影響。

基于大量動三軸試驗,針對濱海新區(qū)結(jié)構(gòu)性軟土,研究了其動應(yīng)力-應(yīng)變、動模量和阻尼比變化規(guī)律,并對振動波型、加荷頻率以及固結(jié)應(yīng)力比等影響因素進(jìn)行了深入的研究,得出了如下的結(jié)論:振動波型對于結(jié)構(gòu)性軟土的動應(yīng)力-應(yīng)變類型影響不大,但是最大動彈模量edmax和動剪切模量gdmax的相差可達(dá)2.5倍左右;結(jié)構(gòu)性軟土具有明顯的頻率效應(yīng)和門檻振動頻率;半正弦波型條件下,當(dāng)圍壓小于結(jié)構(gòu)屈服壓力時,最大動彈模量ed隨固結(jié)比的增加而遞減,超過某一應(yīng)變幅值時,最大動彈模量ed將隨著固結(jié)比的增加而減小;偏壓狀態(tài)下,低應(yīng)變條件下固結(jié)比越大,阻尼比越大,當(dāng)應(yīng)變值超過0.004以后,隨應(yīng)變值的不斷增大,固結(jié)比越大,阻尼比反而越小。所得出的結(jié)論對工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

通過對天津濱海新區(qū)典型結(jié)構(gòu)性軟土進(jìn)行室內(nèi)循環(huán)三軸試驗,研究在交通荷載長期作用下,結(jié)構(gòu)性淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土的動應(yīng)變發(fā)展情況;考慮不同的振動波型、動應(yīng)力頻率、動應(yīng)力比以及固結(jié)狀態(tài)對動應(yīng)力–動應(yīng)變關(guān)系的影響,得到淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土的臨界動應(yīng)力比和動應(yīng)力–動應(yīng)變關(guān)系隨加載頻率、圍壓及固結(jié)狀態(tài)而變化的規(guī)律。試驗結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)性淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土存在一個臨界動應(yīng)力比和一個振動頻率門檻值;同時,在半正弦波型條件下動彈性模量和動剪切模量隨固結(jié)壓力值的變化存在一個轉(zhuǎn)折點。

為了揭示交通荷載對低填道路下臥軟土地基的動力影響規(guī)律,對軟土地基的動孔隙水壓力進(jìn)行了現(xiàn)場測試,分析了不同上部路堤厚度和行車速度工況下地基孔隙水壓力的分布規(guī)律,并據(jù)此借助數(shù)值模擬對長期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降進(jìn)行計算分析.結(jié)果表明:上部路堤結(jié)構(gòu)對交通荷載的動力激勵具有消減作用,填筑厚度越小,下臥軟土地基的動力響應(yīng)越明顯,且隨著深度的增加動孔隙水壓力呈衰減趨勢,長期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降呈近似指數(shù)型非線性增長.

為了揭示交通荷載對低填道路下臥軟土地基的動力影響規(guī)律,對軟土地基的動孔隙水壓力進(jìn)行了現(xiàn)場測試,分析了不同上部路堤厚度和行車速度工況下地基孔隙水壓力的分布規(guī)律,并據(jù)此借助數(shù)值模擬對長期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降進(jìn)行計算分析.結(jié)果表明：上部路堤結(jié)構(gòu)對交通荷載的動力激勵具有消減作用,填筑厚度越小,下臥軟土地基的動力響應(yīng)越明顯,且隨著深度的增加動孔隙水壓力呈衰減趨勢,長期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降呈近似指數(shù)型非線性增長.

長江口防波堤在建造期間遭到了強熱帶風(fēng)暴的襲擊,致使一部分沉箱結(jié)構(gòu)或沉入土中1~5m,或偏移初始位置20m。本文通過動三軸試驗?zāi)M了波浪荷載作用下地基的變化情況,試驗結(jié)果顯示,沉箱的過度沉陷和側(cè)移是由于強風(fēng)暴使得軟粘土強度弱化所引起的。根據(jù)試驗結(jié)果,提出了豎向排水聯(lián)合堆載預(yù)壓的方法來加固軟土地基,為證明該方法的有效性,在加固的軟土地基上對防波堤進(jìn)行了重建。重建后經(jīng)歷幾次強風(fēng)暴該防波堤無損壞跡象。

交通荷載作用下軟土地基沉降分析——對軟土地基在靜力荷載作用下的沉降特性，交通荷載作用下軟土的動力特性以及交通荷載作用下軟土地基的沉降組成進(jìn)行了分析，對工程實際有一定的借鑒作用。

對軟土地基在靜力荷載作用下的沉降特性,交通荷載作用下軟土的動力特性以及交通荷載作用下軟土地基的沉降組成進(jìn)行了分析,對工程實際有一定的借鑒作用。

文中依托泗許高速安徽段工程實例,對波紋板拱橋的應(yīng)變特征進(jìn)行了現(xiàn)場測試,得出了其在車輛荷載作用下切向應(yīng)變變化規(guī)律.結(jié)果表明,在低路堤荷載作用下,拱橋8/8跨位置的切向應(yīng)變情況較其他位置不同,應(yīng)進(jìn)行特殊考慮.

交通荷載下路基土動應(yīng)力應(yīng)變累積的特性

交通荷載作用下公路軟土地基長期沉降的計算——合理預(yù)測公路軟土地基在交通荷載作用下產(chǎn)生的長期沉降，對公路的設(shè)計有著重要的指導(dǎo)作用?；谝酝囼炓?guī)律的分析，提出了一個較為合理地描述軟土在長期重復(fù)荷載作用下殘余變形發(fā)展過程的經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀Ｍㄟ^對上海軟土...

交通荷載作用下道路與軟土地基彈塑性變形分析

研究目的:從變形控制出發(fā),以鐵路工程為例,研究柔性路堤荷載作用下的地基承載力問題。研究結(jié)論:現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定載荷試驗中按沉降相對變形進(jìn)行承載力特征值的取值偏于保守,往往導(dǎo)致地基承載力不能充分利用。為充分利用地基承載力,提出鐵路路堤設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)不同的地基允許沉降標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地基承載力特征值的取值,可以在滿足變形要求前提下,在規(guī)范基礎(chǔ)上將承載力特征值取值適當(dāng)擴(kuò)大,以達(dá)到強度和變形的和諧統(tǒng)一。文中的結(jié)論可以為類似鐵路工程提供參考。

本文主要針對受循環(huán)荷載作用影響,而致使軟土動力特性出現(xiàn)的各種變化進(jìn)行分析,并以云南某地區(qū)的軟土作為本次研究的對象,展開動三軸試驗,結(jié)果表明,該地區(qū)軟土的結(jié)構(gòu)性十分顯著,在(εd-lgn)曲線存在應(yīng)變轉(zhuǎn)折點,且在此轉(zhuǎn)折點之上土地開始明顯變形。而動強度則隨著固結(jié)圍壓的上漲而不斷擴(kuò)大,希望本次試驗研究可以為相關(guān)領(lǐng)域提供一些有效的參考意見。

對2組紅層泥質(zhì)粉砂巖在mts815flextestgt巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)上進(jìn)行單軸4級循環(huán)加卸載試驗。試驗加載波形采用正弦波,頻率3hz,循環(huán)應(yīng)力幅值小于其平均抗壓強度,單級應(yīng)力幅值為30個振動循環(huán),得到動彈性模量和阻尼比隨動應(yīng)變的變化規(guī)律。通過試驗發(fā)現(xiàn),泥質(zhì)粉砂巖在循環(huán)荷載作用下的加卸載應(yīng)力–應(yīng)變曲線并不重合,而是形成一個封閉的滯回環(huán),動應(yīng)變相位始終滯后于動應(yīng)力相位;滯回環(huán)在荷載反轉(zhuǎn)處并非橢圓形,而是尖葉狀,在該處巖石的塑性變形小,彈性變形響應(yīng)迅速。隨動應(yīng)力幅值增加,泥質(zhì)粉砂巖的動應(yīng)變增加,動彈性模量隨動應(yīng)變增加線性遞減,而阻尼比則線性遞增。得到2組泥質(zhì)粉砂巖的平均動彈性模量和阻尼比與動應(yīng)變的相關(guān)表達(dá)式,其相關(guān)系數(shù)的平方r2均超過98%。巖石的不可逆塑性變形隨動應(yīng)變增加而增大,同時由循環(huán)荷載引起的損傷變形也逐漸增加。