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机场高填方红黏土地基GC-CFG组合桩处理试验研究

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铁道科学与工程学报 2023年第1期20卷 156-168页

作者：刘维正吴民晖冯瑜徐阳中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 民航机场规划设计研究总院有限公司北京100002

针对在厚层红黏土区域进行高填方机场建设,单一桩型复合地基不能满足工后沉降与稳定性的问题,基于贵阳机场三期扩建项目试验段,采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)联合碎石桩(GC桩)法对红黏土地基加固处理。通过重型动力触探、静力触探、标准... 详细信息

针对在厚层红黏土区域进行高填方机场建设,单一桩型复合地基不能满足工后沉降与稳定性的问题,基于贵阳机场三期扩建项目试验段,采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)联合碎石桩(GC桩)法对红黏土地基加固处理。通过重型动力触探、静力触探、标准贯入、静载等现场试验对地基处理的效果进行分析,并监测得到在加荷过程中复合地基桩-土应力比,以及填筑过程中桩土压力、孔隙水压力的变化和地基沉降规律。研究结果表明:1)高填方红黏土地基经过GC-CFG组合桩处理后,承载力约提升2.46倍;2)桩间距为1.0,1.2和1.4 m的复合地基能有效提高红黏土的全深度内标贯击数,最大分别提高59.3%,69.5%和74.2%,优化设计方案的桩间距选为1.4 m;3)复合地基载荷试验中CFG桩、碎石桩与桩间土的应力随着荷载的增大和置换率的提高而增大,桩体刚度越大,应力增加速率越快;加载过程中CFG和碎石桩的桩土应力分别稳定在5.0和2.0左右,相对于载荷试验的结果偏小;4)地基孔隙水压力在道基填筑预压过程中快速消散,沉降和变形速率逐渐收敛,桩间距1.4 m的GC-CFG组合桩能有效减小深厚红黏土地基的工后沉降。研究结果可为高填方红黏土地基处理设计提供参考。

关键词：红黏土高填方 GC-CFG组合桩现场试验承载特性

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高填方蠕变沉降计算方法研究

高填方蠕变沉降计算方法研究

作者：德圃榕北京建筑大学

学位级别：硕士

随着我国经济的发展,机场、铁路、高速公路等交通基础设施的建设逐渐向面积广阔的山区发展。在山区进行交通基础设施建设,往往需要削山填谷,才能有足够大的平整场地进行建造。所以高填方工程的建设日益增多。高填方工程具有填土高度高,... 详细信息

随着我国经济的发展,机场、铁路、高速公路等交通基础设施的建设逐渐向面积广阔的山区发展。在山区进行交通基础设施建设,往往需要削山填谷,才能有足够大的平整场地进行建造。所以高填方工程的建设日益增多。高填方工程具有填土高度高,土方体量大等特点,决定了高填方和原地基在填筑结束后会在高自重应力作用下产生长期的蠕变沉降。而机场跑道、铁轨和高速公路路面等需要待填方土体沉降达到稳定后才能进行铺设。否则,过大的沉降和不均匀沉降会严重威胁其安全运营。因此,高填方地基沉降问题备受广泛关注。对高填方工程的蠕变沉降做出准确计算,对其沉降发展趋势进行合理预测,对于高填方工程的安全运营以及事故防治具有重要意义。有鉴于此,本文开展的主要研究工作和取得的创新性成果如下:(1)在传统幂律模型基础上发展出了能统一描述细粒土和粗粒土一维蠕变变形规律的修正幂律模型。高填方的填料往往采用挖方区的土石混合料,其蠕变特性由细粒土和粗粒土的蠕变特性共同决定。细粒土的蠕变曲线一般采用经典的半对数描述,而大量实验研究表明,幂律模型相较半对数模型更适合粗粒土的蠕变描述。通过黏土、砂土和黏土混合土的固结试验分析了细粒土和粗粒土的一维蠕变规律,并在幂律模型基础上提出了修正幂律模型。然后通过土石混合料的一维蠕变试验数据验证了所提模型的适用性。(2)借鉴分层总和法的沉降计算思想,在修正幂律模型基础上提出了高填方蠕变沉降简化算法。分层总和法假定地基土仅发生竖向压缩变形而无侧向变形,通过各分层压缩量叠加得到最终沉降。与此类似,通过一维蠕变实验获得各分层土的修正幂律模型参数后可以计算出各分层的蠕变沉降,然后进行叠加即可得到高填方的蠕变沉降。由于施工环境和工期等因素影响分层土的参数获取,将高填方和原地基看作一个土层,进而提出了高填方蠕变沉降简化算法,并通过三个机场高填方的监测数据验证了所提算法的准确性和可靠性。(3)基于三维地质体高精度建模的高填方蠕变沉降数值反演计算。以有限元为代表的数值方法已广泛应用于高填方的沉降计算。其中对沉降预测准确性影响最大的是几何模型的精度和本构模型的参数。在几何模型精度方面,根据现场勘察获取的岩土层等高线的CAD图建立高精度的三维地质体,然后导入有限元前处理软件进行网格划分。在本构模型参数方面,以沉降监测数据为目标,在参考室内试验参数的基础上,通过优化算法来反演本构模型参数。以承德机场为例,验证了所应用方法(Auto CAD→Rihino→Hypermesh→Isight+Abaqus)在高填方数值反演计算方面的可行性和准确性。

关键词：高填方蠕变沉降沉降预测计算方法

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高填方盖板涵净跨内减荷试验及土压力计算

工业建筑 2019年第10期49卷 129-135页

作者：曹周阳杨凤云魏瑞王力郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450015 四川高速公路建设开发总公司成都610041 四川广巴高速公路有限公司四川广元610015

为减小位于岩基上的高填方盖板涵顶竖向土压力,采用在涵顶净跨内铺设聚苯乙烯泡沫(EPS)板的方式进行减荷,并进行现场涵顶竖向土压力测试。同时,将涵顶受力比拟为倒置的条形基础受力模型,应用叠加原理,推导出净跨内减荷时涵顶净跨内和涵... 详细信息

为减小位于岩基上的高填方盖板涵顶竖向土压力,采用在涵顶净跨内铺设聚苯乙烯泡沫(EPS)板的方式进行减荷,并进行现场涵顶竖向土压力测试。同时,将涵顶受力比拟为倒置的条形基础受力模型,应用叠加原理,推导出净跨内减荷时涵顶净跨内和涵台顶的竖向土压力计算式。研究结果表明:与土柱压力相比,涵顶净跨内竖向土压力明显减小,而涵台顶竖向土压力明显增大,最终竖向土压力系数分别为0.46和1.44;当填方达到设计标高时,算式计算竖向土压力值为144.16kPa,填方最高段实测平均值分别为141.94,143.45,151.53 kPa,与算式计算值的相对误差分别为:-1.5%、-0.5%、5.1%;涵台顶计算所得竖向土压力变化规律亦与实测结果规律一致。

关键词：涵洞工程土压力净跨内减荷高填方现场试验聚苯乙烯泡沫板

延安新区高填方工程的变形与水分迁移耦合分析

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岩土工程学报 2021年第S01期43卷 143-148页

作者：郭剑峰陈正汉郭楠陆军勤务学院重庆401311 重庆工程学院重庆400056 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

以非饱和土增量非线性固结理论为基础,考虑干密度在固结过程中的变化,对延安新区高填方工程进行了土体变形和土体内水分迁移的耦合分析,预测了填筑体的工后沉降、降雨入渗等对填筑体沉降与水分分布的影响。分析表明:与传统的双线法比较... 详细信息

以非饱和土增量非线性固结理论为基础,考虑干密度在固结过程中的变化,对延安新区高填方工程进行了土体变形和土体内水分迁移的耦合分析,预测了填筑体的工后沉降、降雨入渗等对填筑体沉降与水分分布的影响。分析表明:与传统的双线法比较,非饱和土增量非线性固结理论不仅能较好地模拟施工、降雨等过程,而且能同时考虑土体变形和土体内水分迁移,尤其是能较好地考虑两者间的耦合效应,计算结果更为合理。

关键词：非饱和土固结理论增量非线性重塑黄土高填方

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重庆某高填方边坡及结构基础设计

建筑结构 2023年第S01期53卷 2473-2477页

作者：蒋晓华吴胜达陈昌海重庆市设计院有限公司重庆400015

项目位于斜坡冲沟地带,形成了高差33.5m土质填方边坡。上部结构位于填方斜坡上,为典型的山地建筑。设计时对冲沟部位高填方边坡分级处理,最下阶采用桩板挡墙支挡,其余各阶采用地下室外墙进行支挡,每阶控制高度不超过两层地下室。通过边... 详细信息

项目位于斜坡冲沟地带,形成了高差33.5m土质填方边坡。上部结构位于填方斜坡上,为典型的山地建筑。设计时对冲沟部位高填方边坡分级处理,最下阶采用桩板挡墙支挡,其余各阶采用地下室外墙进行支挡,每阶控制高度不超过两层地下室。通过边坡分阶及轻质泡沫土换填等方式,有效降低了土压力,避免了产生结构架空空间。采用MIDAS GTS软件分析了填方边坡对支护结构及主体结构的相互影响,对边坡挡墙及结构基础进行了相应加强处理,保证了填方边坡的整体稳定及主体结构的安全,相关加强措施可为同类结构参考。

关键词：山地建筑高填方边坡稳定性基础

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高填方路堤滑坡的稳定性分析

中国科技期刊数据库工业A 2023年第9期 0169-0172页

作者：张修陈佺云南省建设投资控股集团有限公司云南昆明650000

在边坡工程中,其稳定性一直是人们关注的主要对象,边坡稳定条件将直接影响周围建筑物的安全性和施工的可靠性、稳定性、耐久性和后续工程实践的进展,更直接关系到人们的生命安全。边坡的稳定性受众多因素的影响,可将其规划为内部因素和... 详细信息

在边坡工程中,其稳定性一直是人们关注的主要对象,边坡稳定条件将直接影响周围建筑物的安全性和施工的可靠性、稳定性、耐久性和后续工程实践的进展,更直接关系到人们的生命安全。边坡的稳定性受众多因素的影响,可将其规划为内部因素和外部因素。其中内部因素包括边坡的地质构造、地形地貌、土体结构等;外部因素包括地下水渗流或沉降、风化、外部荷载以及人类活动等因素。

关键词：高填方路堤滑坡稳定性分析

基于物理模拟试验的黄土高填方场地裂缝发育过程分析

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中国地质灾害与防治学报 2024年

作者：曹静远郑建国于永堂曹杰机械工业勘察设计研究院有限公司陕西省特殊岩土性质与处理重点实验室西安建筑科技大学土木工程学院中联西北工程设计研究院有限公司

裂缝是高填方工程中常见病害，常规手段难以精准预测裂缝的发育情况。为指导黄土高填方工程的抗裂缝设计，以陕北某黄土高填方工程中的典型沟谷断面为原型，采用土工离心模型试验预测黄土高填方场地潜在裂缝，结合现场监测方法，揭示裂... 详细信息

裂缝是高填方工程中常见病害，常规手段难以精准预测裂缝的发育情况。为指导黄土高填方工程的抗裂缝设计，以陕北某黄土高填方工程中的典型沟谷断面为原型，采用土工离心模型试验预测黄土高填方场地潜在裂缝，结合现场监测方法，揭示裂缝产生机制，并调查分析工程场地内裂缝的孕裂环境、启裂条件、破裂过程，评估离心模型试验预测裂缝发育的有效性，提出适用于黄土高填方场地的裂缝防控措施。离心模型试验结果显示，不均匀沉降、水平位移会引起沟谷地形中的黄土高填方场地在挖填交界带内发育裂缝；离心模型试验与原型现场监测结果显示，原型与离心模型试验的裂缝分布位置相对应，填土厚度差异引起的不均匀沉降和朝向沟谷中心的水平位移产生的拉剪联合作用是裂缝产生的主要原因。

关键词：黄土高填方裂缝离心模型试验原位观测

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黄土高填方边坡渗透变形机理的物理模拟

科学技术与工程 2022年第19期22卷 8218-8224页

作者：刘川冯杰张强梁智潘凯王志鹏成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 广东中煤江南工程勘测设计有限公司广州510440 中建材西南勘测设计有限公司成都610052

天水市是中国黄土滑坡分布最密集、灾害最严重的地区之一。大面积的挖填方会改变场区的地下水渗流场,从而影响高填方边坡的稳定性。以天水地区马兰黄土为研究对象,通过野外详勘与室内物理模拟试验,对马兰黄土高填方边坡的渗透变形机理... 详细信息

天水市是中国黄土滑坡分布最密集、灾害最严重的地区之一。大面积的挖填方会改变场区的地下水渗流场,从而影响高填方边坡的稳定性。以天水地区马兰黄土为研究对象,通过野外详勘与室内物理模拟试验,对马兰黄土高填方边坡的渗透变形机理进行研究。结果表明:受填方前原始地形的影响,凹陷地形易于汇水,地下水流动受阻,易形成积水区,使地下水位抬升高度较大。随着时间的累积,地下水不断浸泡地基土,使其强度劣化,加之毛细水上升作用使地基发生湿馅和湿化沉降,易在边坡坡脚等富水区产生蠕滑变形,并牵引边坡后缘发生滑移拉裂,发生渐进式破坏而引发较大规模的边坡滑移。通过物理模拟,得出该地区马兰黄土高填方边坡受地下水影响产生的变形滑移模式为“渐进后退-牵引式滑移”。

关键词：物理模拟马兰黄土高填方渗透变形

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高填方路基的沉陷与防治措施

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第9期 0065-0067页

作者：崔启光河北省唐山市玉田县玉田镇北环西路河北唐山064100

随着国家基础设施建设不断地完善与发展,也推动着高速公路建设的蓬勃发展。高填方工程建设是公路基础建设中的主要内容,有着工作量大、投入资金多的特征,同时也对公路工程的品质有着很大的影响。如果高填方工程建设公路地基遭受荷载以... 详细信息

随着国家基础设施建设不断地完善与发展,也推动着高速公路建设的蓬勃发展。高填方工程建设是公路基础建设中的主要内容,有着工作量大、投入资金多的特征,同时也对公路工程的品质有着很大的影响。如果高填方工程建设公路地基遭受荷载以及自然环境影响等多方面的因素影响时,地基将会产生不平衡的沉降、局部下沉和整体沉降等问题,进而严重地影响着高速公路的正常通过。所以,文章将以高填方施工公路地基沉陷与防治的措施为核心,探究高填方路基的有效施工,以延长高速公路的使用寿命。

关键词：高填方公路路基沉陷防治措施