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某高速公路深厚软基路桥过渡段跳车病害处治研究

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路基工程 2024年第1期 173-181页

作者：文斌张从军郝宇萌单天保中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056

结合某在役高速公路路堤深厚软基桥头跳车实测累计沉降量40.60 cm病害处治工程,开展室内土工试验、理论计算及GEO5模型计算分析。结果表明:15年内的累计剩余沉降量均超规范中桥头路基容许工后剩余沉降量不大于10.00 cm要求;提出“CFG桩... 详细信息

结合某在役高速公路路堤深厚软基桥头跳车实测累计沉降量40.60 cm病害处治工程,开展室内土工试验、理论计算及GEO5模型计算分析。结果表明:15年内的累计剩余沉降量均超规范中桥头路基容许工后剩余沉降量不大于10.00 cm要求;提出“CFG桩+路面重铺”等处治方案,进行检算校核,计算得剩余总沉降量9.76cm,表明处治设计方案较为可靠。结合工点需保通及基底存在前期已施工CFG桩特点,制定通车条件下的施工顺序及工艺,确保方案可行。

关键词：深厚软土区过渡段病害理论计算剩余沉降量 CFG桩

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管桩处理山区软基高填方盖板涵受力特性研究

管桩处理山区软基高填方盖板涵受力特性研究

作者：郝宇萌长安大学

学位级别：硕士

山区地域冲沟发育,受地形及气候条件影响,其底部易淤积软弱土且厚度差异较大,物理力学特性不均一。一方面,在山区修建高速公路将无法避免产生大量高填方涵洞;另一方面,若直接在冲沟底部软土区修建涵洞等构筑物易产生地基承载力不足或沉... 详细信息

山区地域冲沟发育,受地形及气候条件影响,其底部易淤积软弱土且厚度差异较大,物理力学特性不均一。一方面,在山区修建高速公路将无法避免产生大量高填方涵洞;另一方面,若直接在冲沟底部软土区修建涵洞等构筑物易产生地基承载力不足或沉降量过大等问题进而直接影响到公路工程的建设。此外,当地基土质较差且厚度较大及对沉降量要求较高等条件下时,采取其他地基处理方式显然不经济或达不到处理效果,此时,采用管桩处理涵底软弱地基则是必然选择之一。但高填方涵洞受荷机理复杂,其与桥梁、建筑等工程地基与基础的设计思路正好相反,地基和基础的刚度越大,涵顶应力集中现象越明显,结构实际外荷载也越大。因此,如何对软弱地基土加固的前提下尽可能降低由此引起的涵顶应力集中加剧现象值得进一步深入研究。本文结合包茂高速公路(粤境段)T6标高填方涵洞实体工程,采用工程调研、现场试验的方法对依托工程土压力及填土沉降特性进行了监测,由此利用数值仿真分析的方法研究了填土高度50m下管桩处理范围、深度、桩距、涵侧管桩桩长对涵顶应力集中现象及基底沉降量的影响,主要得到以下研究成果:(1)高填方盖板涵涵周土压力与现行规范存在较大差异,具体表现为:涵顶及基底垂直土压力呈两端大中间小的“U”型分布,侧墙水平土压力呈“3”型分布,这与规范中线性及梯形分布存在较大差异;受现场地形、地貌条件非对称的影响,涵周土压力及涵顶填土沉降分布规律均产生明显的偏载效应;(2)涵顶垂直土压力、垂直土压力系数、填土差异沉降及基底沉降量与管桩处理范围、桩距及涵侧管桩桩长呈负相关,与管桩处理深度呈正相关;(3)建议当采用管桩处理高填方盖板涵软基盖板涵时,在满足地基承载力并穿越了软弱土的条件下,管桩处理宽度宜取涵底外3D(D为涵洞跨径),同时严格控制管桩处理深度。此外,管桩布设时宜采用“外长内短”布置,即涵侧管桩桩长应尽量长于涵底管桩桩长,同时适当增大管桩桩距。若设置得当,当与天然地基相比,采用管桩复合地基后高填方涵洞基底沉降量减小近50%,而涵顶平均垂直土压力集中系数K增幅不超过10%。

关键词：软土地基管桩处理高填方盖板涵受力特性涵身沉降

山区地形条件对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性影响的数值分析

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公路交通科技（应用技术版） 2017年第9期13卷 191-194页

作者：冯忠居潘放王景奇李军隆云国郝宇萌董芸长安大学陕西西安710064 广东包茂高速公路有限公司广东广州510000 广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广东广州510000

为探明山区地形条件对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析不同涵洞结构断面型式、沟谷宽度、沟谷坡度条件下高填方涵洞涵顶土压力及其涵顶土体沉降变形规律,并结合计算结果提出相关的工程技术建议。研究结果表... 详细信息

为探明山区地形条件对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析不同涵洞结构断面型式、沟谷宽度、沟谷坡度条件下高填方涵洞涵顶土压力及其涵顶土体沉降变形规律,并结合计算结果提出相关的工程技术建议。研究结果表明:(1)沟谷宽度B与涵顶垂直土压力σz及土压力集中系数Ks呈正相关,沟谷坡度α与涵顶垂直土压力σz及土压力集中系数Ks呈负相关;(2)沟谷宽度小于5D、沟谷坡度大于45°时,涵顶土压力集中系数Ks较小,涵洞结构受力最有利,高填方涵洞施工应充分利用原有地形地貌,尽可能保留边坡;(3)不同涵型涵顶土压力及沉降变形特性差异较大,在高填方涵洞设计中应掌握不同断面型式涵洞各位置处的受力变形情况以及最不利点位置,综合考虑进行涵洞断面结构型式的合理选型。

关键词：岩土工程高填方涵洞数值仿真土压力沉降差

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岩溶区桥梁桩基承载力试验与合理嵌岩深度

交通运输工程学报 2018年第6期18卷 27-36页

作者：董芸秀冯忠居郝宇萌姚宏生张新旺谢富贵长安大学公路学院陕西西安710064 陇东学院土木工程学院甘肃庆阳745000 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 中国建筑第六工程局有限公司天津300450 平顶山市公路管理局河南平顶山467001 成都兴城建设管理有限公司四川成都610000

为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性,依托平顶山市西斜立交桥实体工程,进行了桩基静载试验,通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计,测得了桩身内力,分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律;考虑现有桩基设计的局限性,结合静载试验结果... 详细信息

为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性,依托平顶山市西斜立交桥实体工程,进行了桩基静载试验,通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计,测得了桩身内力,分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律;考虑现有桩基设计的局限性,结合静载试验结果,采用不同函数模型预测了单桩竖向极限承载力;基于岩-桩体系宽梁力学模型和溶洞顶板拉-弯破坏模式,探讨了桩基嵌岩深度的计算方法,提出了一种适于岩溶区桥梁桩基嵌岩深度的优化方法。研究结果表明:各级荷载作用下桩基Q-s曲线呈缓变型发展,当桩顶荷载较小时,曲线基本呈线性,当桩顶荷载大于6 000kN时,曲线逐渐变为非线性,虽然桩已嵌入灰岩较深,但仍表现为典型的摩擦桩承载性状,当加载到8 400kN时,桩顶沉降为3.69mm,远小于0.03D(D为桩径)或40mm的破坏标准,桩端阻力为122.9kN,仅占桩顶荷载的1.6%,桩的承载力尚有富余;在静载试验全过程中,桩的受力状态处于Kulhawy理论的第1阶段,桩侧阻力和桩端阻力同步发挥;双曲线模型拟合精度在0.99以上且预测值偏安全,建议在同类工程中优先考虑采用;在同时满足溶洞顶板安全厚度和桩基承载力与稳定性要求的前提下,采用提出的计算方法可使桩的嵌岩深度减小2.4m。

关键词：岩土工程岩溶区桩基静载试验承载力嵌岩深度溶洞顶板厚度

涵周土特性对高填方涵洞涵顶垂直土压力及变形特性影响的数值分析

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公路交通科技（应用技术版） 2017年第9期13卷 199-203页

作者：李军冯忠居王景奇潘放隆云国董芸秀郝宇萌广东包茂高速公路有限公司广东广州510000 长安大学陕西西安710064 广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广东广州510000

为探明涵周土特性对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析了不同涵顶填土模量、涵侧填土模量、地基土模量等因素对高填方不同结构型式涵洞涵顶土压力及其变形特性的影响,并结合计算结果提出相关的工程技术建议... 详细信息

为探明涵周土特性对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析了不同涵顶填土模量、涵侧填土模量、地基土模量等因素对高填方不同结构型式涵洞涵顶土压力及其变形特性的影响,并结合计算结果提出相关的工程技术建议。研究结果表明:(1)随着涵填土模量E与涵侧填土模量Et的增大,涵顶垂直土压力σz、涵顶垂直土压力集中系数Ks及涵顶内外土体沉降差δ均呈现逐渐减小趋势,且涵侧填土模量Et较涵顶填土模量E影响更大;当涵侧填土模量大于涵顶填土模量的2倍时,Ks值可比二者相等时平均降低15%左右;(2)σz和Ks值随着地基土模量Ed的增大而增大,说明并非地基强度越大对高填方涵洞结构受力越有利,因此,当地基土质较差不能满足地基承载力要求而需采用地基处理时,应注意增大地基土模量对涵洞结构带来的不利影响;(3)涵洞结构断面不同,涵顶填土的沉降变形及垂直土压力σz变化规律也不同,在高填方涵洞设计中,应掌握不同断面型式涵洞各位置处的受力变形情况以及最不利点位置,合理选择涵洞断面结构型式。

关键词：岩土工程高填方涵洞数值仿真填土模量土压力沉降差

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高填方涵洞EPS板减荷效果影响因素研究

公路交通科技（应用技术版） 2017年第9期13卷 195-198,223页

作者：潘放冯忠居王景奇李军隆云国郝宇萌董芸秀广东包茂高速公路有限公司广东广州510000 长安大学陕西西安710064 广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广东广州510000

为探寻高填方涵洞最佳减荷效果和优化减荷措施设计,通过有限元软件MARC研究了高填方涵洞在不同EPS模量、厚度和铺设范围等情况下的涵顶垂直土压力与变形特性。研究结果表明:涵顶垂直土压力及涵顶内外填土差异沉降与EPS模量、铺设宽度呈... 详细信息

为探寻高填方涵洞最佳减荷效果和优化减荷措施设计,通过有限元软件MARC研究了高填方涵洞在不同EPS模量、厚度和铺设范围等情况下的涵顶垂直土压力与变形特性。研究结果表明:涵顶垂直土压力及涵顶内外填土差异沉降与EPS模量、铺设宽度呈正相关,其中EPS板模量取值不超过5MPa且在涵顶全宽范围铺设为宜;涵顶垂直土压力与EPS板厚度呈负相关,但EPS厚度并非越大减荷效果越好,当其增至一定厚度后减荷效果基本不再增加,工程实际中建议EPS厚度取不超过80cm为宜。

关键词：岩土工程高填方涵洞数值仿真土压力沉降差

沟谷地形对高填方盖板涵受力及填土沉降特性的影响

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长安大学学报（自然科学版） 2019年第3期39卷 53-64页

作者：冯忠居董芸秀潘放郝宇萌李少杰建鑫龙长安大学公路学院陕西西安710064 陇东学院土木工程学院甘肃庆阳745000 广东省高速公路有限公司广东广州510000 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 广东大潮高速公路有限公司广东广州510000

为探明山区沟谷地形对高填方盖板涵受力特性和填土沉降变形特性的影响,通过离心模型试验,选用自主研发的能够反映地形-涵洞-填土相互作用的模型试验平台,分析了不同沟谷宽度B和不同沟谷坡度α下盖板涵的涵-土界面土压力、涵顶填土沉降... 详细信息

为探明山区沟谷地形对高填方盖板涵受力特性和填土沉降变形特性的影响,通过离心模型试验,选用自主研发的能够反映地形-涵洞-填土相互作用的模型试验平台,分析了不同沟谷宽度B和不同沟谷坡度α下盖板涵的涵-土界面土压力、涵顶填土沉降变形、涵洞结构内力以及涵顶垂直土压力集中系数K_s的变化特征,并提出了相关的工程技术建议。研究结果表明:涵-土界面土压力、涵顶垂直土压力集中系数K_s与沟谷宽度呈正相关,与沟谷坡度呈负相关;盖板涵涵顶土体沉降变形呈W形分布,随沟谷宽度的增大,涵顶土体内外沉降差δ逐渐增大;随沟谷坡度的增大,涵顶土体内外沉降差变化为δ→0→-δ;沟谷宽度为1.5D^5D时(D为涵洞计算跨径),对应等沉面高度变化范围为12.2~13.7 m;沟谷坡度为0°~60°时,对应等沉面高度变化范围为12.5~13.7 m,提出可用等沉面高度界定高填方涵洞,可取14m作为其界定高度;盖板涵盖板下缘、涵底上缘中部受拉应力,盖板下缘为盖板涵结构受力最不利位置;高填方盖板涵施工时应充分利用原有地形,在确保边坡稳定的前提下,尽量保留边坡,或人为反开挖施工,增加沟坡、减小沟宽,坡体以沟谷宽度B≤3D、沟谷坡度α≥45°为宜。

关键词：桥梁工程岩土工程沟谷地形离心模型试验盖板涵土压力沉降变形

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基于沉降控制的高路堤涵洞纵向调荷技术

岩土工程学报 2019年第10期41卷 1790-1799页

作者：谢永利冯忠居李少杰董芸秀郝宇萌张梦冉胡海波长安大学公路学院陕西西安710064 中铁建设集团有限公司北京100040 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉710065

为解决高路堤涵洞纵向不均匀沉降所带来的病害问题,基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷机理,利用有限元软件研究涵洞填土与地基土特性以及不同EPS板参数对涵顶垂直土压力和涵底土体沉降的影响,通过离心模型试验探讨涵洞纵向铺设EPS板对... 详细信息

为解决高路堤涵洞纵向不均匀沉降所带来的病害问题,基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷机理,利用有限元软件研究涵洞填土与地基土特性以及不同EPS板参数对涵顶垂直土压力和涵底土体沉降的影响,通过离心模型试验探讨涵洞纵向铺设EPS板对高路堤及涵洞的沉降的影响。通过数值模拟计算,分析不同EPS板模量、铺设范围、厚度以及地基处理范围对高路堤涵洞纵向沉降差减少率的影响。研究结果表明:①填土模量与泊松比对涵顶垂直土压力及涵底土体沉降的影响不显著;②随着地基土模量与泊松比的增加,涵底土体纵向沉降趋于均匀分布;③数值仿真与离心模型试验成果得出,沿涵洞纵向分层铺设EPS板时,涵洞纵向调荷效果最佳;④通过数值模拟计算得到了基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷设计计算方法。

关键词：道路工程高路堤涵洞调荷技术数值模拟离心模型试验

巨型牵引式滑坡灾变与稳定性分析及防治技术研究

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湖南城市学院学报（自然科学版） 2023年第2期32卷 12-18页

作者：郝宇萌金红举中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056

受持续强降雨的影响,龙怀高速公路K112+210~+520右侧高边坡发生近200万m3的巨型滑坡.为进行滑坡处治设计,本文结合滑坡现场的工程地质条件、周边环境及工程建设活动特点,分析了该滑坡产生的机理及稳定性,提出了“卸载+预应力抗滑桩+钢... 详细信息

受持续强降雨的影响,龙怀高速公路K112+210~+520右侧高边坡发生近200万m3的巨型滑坡.为进行滑坡处治设计,本文结合滑坡现场的工程地质条件、周边环境及工程建设活动特点,分析了该滑坡产生的机理及稳定性,提出了“卸载+预应力抗滑桩+钢花管注浆+排水”的综合处治措施,并采用有限元软件Midas-GTS建立典型断面模型分析处治方案的可行性.结果表明:处治后的坡体稳定系数满足规范要求,处治方案较为可靠.

关键词：岩土工程滑坡滑坡机理稳定性分析处治技术