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刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性演变数值模拟

西南交通大学学报 2018年第5期53卷 1000-1008页

作者：蒋鑫陈滔吴玉朱奇炯耿建宇邱延峻西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学道路工程四川省重点实验室四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 上海铁路局杭州工务段浙江杭州310009 四川交投建设工程股份有限公司桥梁与隧道工程分公司四川成都610041

为阐释山区公路刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性的动态演变规律及机理,结合山区公路路基拓宽改建多外设刚性挡土墙的特殊性,运用Phase^2有限元软件,考虑土-结构相互作用,建立数值模型,所获加筋效果相关结论经离心模型试验宏观验证,开展基... 详细信息

为阐释山区公路刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性的动态演变规律及机理,结合山区公路路基拓宽改建多外设刚性挡土墙的特殊性,运用Phase^2有限元软件,考虑土-结构相互作用,建立数值模型,所获加筋效果相关结论经离心模型试验宏观验证,开展基于剪切强度折减法的山区公路拓宽加筋路基稳定性分析,探究填土、土工格栅和填土-土工格栅界面三者力学响应动态演变规律及其对路基稳定性的影响.研究结果表明:铺设土工格栅后路基面差异沉降减小47.1%,墙体最大外倾减小65.4%,路基稳定安全系数提高12.8%;随着剪切强度折减系数增加,填土-土工格栅界面单元滑移失效,但未决定路基稳定性,上层位衡重台外边缘处土工格栅的拉断失效将导致轴向拉力骤降,诱发拓宽路基失稳破坏.

关键词：山区公路路基拓宽改建土工格栅稳定性有限元剪切强度折减法

加速对称刚度矩阵技术及其在岩土有限元分析中的应用

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岩土工程学报 2011年第8期33卷 1216-1221页

作者：陈曦程勇刚北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

非关联塑性岩土工程问题的有限元离散会产生非对称刚度矩阵,对于大规模岩土工程问题,大量非对称线性方程组的求解会显著增加内存需求和计算耗时。基于加速初始刚度法的思想,提出了加速对称刚度矩阵技术来求解具有非关联塑性模型的岩土... 详细信息

非关联塑性岩土工程问题的有限元离散会产生非对称刚度矩阵,对于大规模岩土工程问题,大量非对称线性方程组的求解会显著增加内存需求和计算耗时。基于加速初始刚度法的思想,提出了加速对称刚度矩阵技术来求解具有非关联塑性模型的岩土工程问题。进一步评价和比较了两个基于最小二乘法的加速技术以及两个近似对称刚度矩阵,即弹性刚度矩阵Ke和投影到塑性势面的具有关联塑性流的等效材料的刚度矩阵KG。通过一个二维孔洞扩张算例和一个二维边坡算例,评价和比较了这些加速刚度矩阵技术和Newton-Raphson迭代法。数值结果表明加速KG具有较好的计算性能,例如,加速KG技术只需要对称线性求解器,收敛速度较快,计算耗时有时会少于Newton-Raphson迭代法。

关键词：非关联塑性流非对称刚度矩阵加速对称刚度初始刚度最小二乘法剪切强度折减法

高地下水位软土地基高速公路路基拓宽方式力学行为比较

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中外公路 2013年第1期33卷 18-23页

作者：蒋鑫耿建宇邱延峻西南交通大学四川成都610031

在高地下水位软土地基上进行高速公路路基拓宽,易产生路堤失稳、差异沉降等现象。既有研究多集中于某一种拓宽方式分析。该文基于PLAXIS弹塑性平面应变有限元分析,综合运用Biot固结理论和剪切强度折减法,就双侧对称式拓宽、双侧非对称... 详细信息

在高地下水位软土地基上进行高速公路路基拓宽,易产生路堤失稳、差异沉降等现象。既有研究多集中于某一种拓宽方式分析。该文基于PLAXIS弹塑性平面应变有限元分析,综合运用Biot固结理论和剪切强度折减法,就双侧对称式拓宽、双侧非对称式拓宽、单侧式拓宽等拼接式拓宽方式及分离式拓宽方式开展数值模拟,比较了4种拓宽方式的潜在滑动面形态、稳定安全系数、超孔隙水压、竖向位移、侧向位移等力学行为。双侧对称式拓宽更有利于提高稳定安全系数,削减路基顶面差异沉降及地基侧向位移。

关键词：软土地基旧路拓宽固结剪切强度折减法有限元法力学行为

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斜坡软弱地基路堤双指标设计体系

铁道科学与工程学报 2016年第7期13卷 1253-1260页

作者：蒋鑫刘晋南吴朝阳姜春亮邱延峻西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学道路工程四川省重点实验室四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

为准确获取斜坡软弱地基变形和路堤稳定性的内在联系,运用弹塑性有限元法,建立斜坡软弱地基在路堤自重荷载作用下的数值模型,根据弹塑性变形所获的地基变形系数以及剪切强度折减法所获的稳定安全系数,结合渝怀铁路实际工点的现场测试成... 详细信息

为准确获取斜坡软弱地基变形和路堤稳定性的内在联系,运用弹塑性有限元法,建立斜坡软弱地基在路堤自重荷载作用下的数值模型,根据弹塑性变形所获的地基变形系数以及剪切强度折减法所获的稳定安全系数,结合渝怀铁路实际工点的现场测试成果,构建了兼顾"变形"与"稳定"的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系,并论证该体系的科学性、可操作性,提出该设计体系的实际运用步骤。研究结果表明:兼顾"变形"与"稳定"的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系可更真实地反映路堤的稳定状态及变形发展趋势,有效指导工程设计及施工。

关键词：斜坡软弱地基路堤稳定安全系数地基变形系数有限元法剪切强度折减法刚体极限平衡法

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高速公路填砂路基边坡稳定性分析

铁道工程学报 2008年第9期25卷 1-6页

作者：蒋鑫凌建明谭炜王新田同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200092 江西省乐温高速建设项目办公室南昌330002

研究目的:为解决优质路基填料日益匮乏的难题,填砂路基在我国冲积平原缺土富砂地区高等级公路建设中受到重视,其边坡稳定性是填砂路基设计与施工的控制要素之一。基于剪切强度折减法,就影响填砂路基边坡稳定性的各设计参数进行敏感性分... 详细信息

研究目的:为解决优质路基填料日益匮乏的难题,填砂路基在我国冲积平原缺土富砂地区高等级公路建设中受到重视,其边坡稳定性是填砂路基设计与施工的控制要素之一。基于剪切强度折减法,就影响填砂路基边坡稳定性的各设计参数进行敏感性分析,提出增强填砂路基边坡稳定性措施,为高速公路建设提供依据。研究结论:剪切强度折减法能合理分析填砂路基的边坡稳定性;填砂与地基、包边土的抗剪强度指标(主要指粘聚力c值)数值大小的匹配关系将直接影响到路堤安全系数值,可采取放缓路堤边坡、加强填砂-包边土界面的施工处理与路堤的压实等办法来提高高速公路填砂路基的边坡稳定性。

关键词：道路工程填砂路基边坡稳定性剪切强度折减法

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软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析

软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析

作者：邱星西南交通大学

学位级别：硕士

软土在我国广泛分布,随着交通事业的快速发展,软土地基公路路基拓宽改建工程蓬勃开展。土工格栅作为一种土工合成材料,可有效减小新老路基之间的差异沉降,提高路堤稳定性,已被成功应用于此类工程。然而,我国现行公路路基设计规范并未明... 详细信息

软土在我国广泛分布,随着交通事业的快速发展,软土地基公路路基拓宽改建工程蓬勃开展。土工格栅作为一种土工合成材料,可有效减小新老路基之间的差异沉降,提高路堤稳定性,已被成功应用于此类工程。然而,我国现行公路路基设计规范并未明确软土地基拓宽加筋路堤的稳定性分析方法,设计、分析等层面尚存在极大的随意性。本文围绕软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析,主要开展了如下工作:(1)通过文献调研,总结了我国公路行业现行技术规范中关于软土地基路堤、路基拓宽改建、加筋路堤的稳定性验算相关描述,从稳定性验算方法、荷载、强度指标、稳定安全系数容许值等方面开展了横向比较,指出了这些技术规范在软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析方面存在的不足。现行规范对稳定性的分析均采用极限平衡法,对软土地基拓宽加筋路堤的稳定性分析方法尚未作出明确规定。(2)选取SLIDE、LEAME这两款基于极限平衡法的土坡稳定性分析软件,从土坡加筋稳定性分析的基本原理、分析算法(包括安全系数计算、关于加筋的核心输入参数)等方面开展了横向比较,并结合某具体算例进行了相关讨论。SLIDE软件相比于LEAME软件更具工业化,考虑问题更全面,适用范围更广。(3)阐述了软土地基拓宽加筋路稳定性分析面临的挑战,介绍了基于PLAXIS软件的有限元强度折减法分析若干关键技术,构建了软土地基单侧拓宽加筋路堤的数值模型,分析了软土地基拓宽路堤的稳定安全系数、滑动面形态、土工格栅轴力、地基沉降与侧向位移等的分布规律。(4)开展了土工格栅拉伸刚度、布设位置、筋-土界面性态等对软土地基拓宽加筋路堤稳定性影响的敏感性分析,基于3因素5水平正交设计分析,明确了这3个因素对稳定安全系数的影响权重排队依次为:土工格栅布设位置>筋-土界面性态>土工格栅拉伸刚度。研究成果可为软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析技术的改善提供科学指导,丰富公路路基拓宽改建设计技术。

关键词：软土地基拓宽路堤土工格栅边坡稳定性极限平衡法剪切强度折减法

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加筋土路基稳定性分析

重庆交通大学学报（自然科学版） 2007年第5期26卷 80-83,133页

作者：蒋鑫凌建明邱延峻同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200092 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

稳定性是加筋土路基设计首先应考虑的问题.以往的加筋土路基稳定性分析多采用传统的极限平衡法(LEM),并简单地将筋材的作用等效为拉力,而忽略了土体-筋材的相互作用.以岩土工程专业有限元程序Phase2V6.0为研究平台,建立真实反映加筋土... 详细信息

稳定性是加筋土路基设计首先应考虑的问题.以往的加筋土路基稳定性分析多采用传统的极限平衡法(LEM),并简单地将筋材的作用等效为拉力,而忽略了土体-筋材的相互作用.以岩土工程专业有限元程序Phase2V6.0为研究平台,建立真实反映加筋土路基力学行为的精细数值分析模型,运用剪切强度折减法(SSRM),分析加筋土路基的稳定性.

关键词：道路工程加筋土路基剪切强度折减法稳定性分析

基于路堤稳定性的斜坡软土碎石桩复合地基面积置换率确定研究

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交通科技 2023年第2期 7-11页

作者：沙马伍呷蒋鑫向嫣然李政贤邱延峻西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学道路工程四川省重点实验室成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031

现行国家行业标准从路堤稳定性角度出发,要求斜坡软土地基路堤的稳定安全系数下限值根据地基横向坡度大小进行修正,即尝试通过提高路堤稳定性间接地对斜坡软土地基侧向变形予以控制。采用碎石桩复合地基可提高斜坡软土地基路堤稳定性,... 详细信息

现行国家行业标准从路堤稳定性角度出发,要求斜坡软土地基路堤的稳定安全系数下限值根据地基横向坡度大小进行修正,即尝试通过提高路堤稳定性间接地对斜坡软土地基侧向变形予以控制。采用碎石桩复合地基可提高斜坡软土地基路堤稳定性,但其面积置换率可调整范围较宽,易致碎石桩复合地基处理设计时面积置换率确定方面随意性偏强。文中基于有限元剪切强度折减法,构建斜坡软土地基路堤碎石桩处治数值模型,分析在不同地基横向坡度条件下路堤稳定性随碎石桩复合地基面积置换率变化的规律,提出从路堤稳定性角度出发的斜坡软土碎石桩复合地基面积置换率确定方法,讨论了经碎石桩置换后土体重度、黏聚力和内摩擦角三者变化的综合作用。

关键词：斜坡软土地基路堤剪切强度折减法稳定安全系数面积置换率碎石桩