强度分区的膨胀土路堤稳定性及土工格栅处治效果分析

1前言南昆铁路建筑长度863km,铁路通过膨胀岩(土)地段长146km,占总长的16.9％。膨胀岩(土)具有:胀缩性、碎裂性、低强度性和超固结性等工程地质特征,给路基工程处理带来许多困难。南昆铁路那百段,计有膨胀岩(土)地段长43km,路堑、路堤长度各占一半。根据1993

双向土工格栅在加固膨胀土路堤边坡中的应用——本文结合工程实例介绍了土工格栅的性能、加固机理、应用设计、施工工艺及工程实际应用效果。

土工材料在我国工程实践中的应用越来越广泛,通过对某段铁路膨胀土路基施工中对土工格栅的成功比选应用,对铁路路基的加固处理提供了一定的借鉴经验。

主要介绍土工格栅在渝怀铁路31标段膨胀土路基工程中的应用及施工工艺。

为了提高黄土路堤的稳定性,防止湿陷性沉降的发生,以土工格栅为加筋材料,在宁夏银古高速公路辅路k13+150～k13+210的填方路段进行了原型试验,并对其稳定性进行了理论分析,提出了最佳加筋位置的合理计算方法,并对高填黄土路堤的加筋设计方案进行了扩展研究,认为对黄土路堤加筋,能有效提高其整体稳定性,减少或避免湿陷性沉降,分析结果可为加筋黄土路堤的设计和计算提供借鉴。

根据极限平衡原理,通过把加筋筋材的受力分配在潜在的滑面上,采用数值积分和共轭梯度法的f-r法来搜索滑移面和计算安全系数,最后对某试验路堤进行了计算分析。

膨胀土路堤边坡包边改良的稳定性研究——系统地阐述了膨胀土路堤边坡的破坏类型及其特征、膨胀土路堤边坡变形演变规律、边坡土体的破坏模式，对等厚式封面土层包边的稳定性进行了实验分析和封面层抗滑稳定性系数计算公式的推导。　　

土工格栅加筋土挡墙稳定性计算——依据加筋机理和粘性土的张拉裂缝特性，假定土工格栅加筋土挡墙墒背破裂面的位置和形状，从加筋土的整体强度特性出发，导出了土工格栅加筋挡墙的内部稳定和外部稳定性分析的计算公式．

通过海挡围堤工程实践,系统分析研究了分层铺设土工格栅围堤的稳定分析计算方法,供同类工程借鉴。

本文通过现场测试及试验分析，并结合相关理论全面系统的研究了土工格栅加筋机理。通过对土压力、路堤沉降及破坏变形、筋带应力测试结果进行了试验对比分析，验证室内试验的研究成果的可靠性。同时本项目的研究成果在工程实践中的成功应用，也为土工格栅加筋结构在季冻地区的设计提供了参考依据。

通过dk411+950～dk413+280段用土工网加固膨胀土路堤边坡的施工,着重介绍土工网保持路堤边坡稳定的原理和作用,土工网铺设的施工工艺及取得的工程效果。

结合工程实例,通过对土工格栅在拓宽路堤中仪器的监测结果,测定了土工格栅应变与路基沉降差的正比增长关系,表明了格栅在路基垂直向位移过程中承受了剪拉力,可以增加新旧路堤的稳定性和整体性,更好地减少拓宽路堤的不均匀沉降。

采用有限元强度折减法分析塑料土工格栅加筋土挡墙的稳定性,得到破裂面及抗拔稳定安全系数,通过与规范计算的安全系数比较,表明有限元分析方法的优点,以推广该方法。

由于加筋复合路堤分析中难以直观看到筋材的参数改变对整个工程的稳定性贡献,为了更加深入了解土工格室加筋的效果,设计用有限元分析软件结合强度折减法(strengthreductionmethod,srm)对一个二级公路路堤进行数值计算.首先,对三维建模的不加筋路堤进行srm计算,再用极限平衡方法验证,两种方法得到的结论吻合.这表明更接近实际情况的三维路堤边坡建模分析方法适合在复杂的加筋工况中使用.然后,用此方法分析了铺设土工格室后的路堤稳定性,通过改变土工格室的焊距、埋深、高度、铺设层数来探究材料参数因素与边坡安全系数之间的规律.结果表明,土工格室材料可以起到提高路堤整体稳定性的作用,其中焊距较小、高度较高的土工格室的加筋效果较明显；多层加筋的路堤被破坏时会形成多弧段的破裂面.

由于加筋复合路堤分析中难以直观看到筋材的参数改变对整个工程的稳定性贡献,为了更加深入了解土工格室加筋的效果,设计用有限元分析软件结合强度折减法（strengthreductionmethod,srm）对一个二级公路路堤进行数值计算.首先,对三维建模的不加筋路堤进行srm计算,再用极限平衡方法验证,两种方法得到的结论吻合.这表明更接近实际情况的三维路堤边坡建模分析方法适合在复杂的加筋工况中使用.然后,用此方法分析了铺设土工格室后的路堤稳定性,通过改变土工格室的焊距、埋深、高度、铺设层数来探究材料参数因素与边坡安全系数之间的规律.结果表明,土工格室材料可以起到提高路堤整体稳定性的作用,其中焊距较小、高度较高的土工格室的加筋效果较明显;多层加筋的路堤被破坏时会形成多弧段的破裂面.

在研究路堤填土施工过程和土体的非线性应力应变关系的基础上,建立了土工格栅加筋高路堤边坡的有限元分析模型,并利用该模型对土工格栅加筋高路堤边坡的受力情况、位移和破坏机理进行研究,分析土工格栅的长度、刚度以及铺设间距等参数对路堤变形的影响。实验结果表明,选择模量高,延伸率适宜的土工格栅对减少路堤侧向位移和提高高路堤的稳定性具有明显效果;随着路堤填土高度的增加,每层土工格栅所受拉力的最大峰值逐渐移向路堤内部;土工格栅所受的拉力从下往上逐渐减小,最大拉力出现在堤底第2层上;当路堤边坡较陡时(坡率为1∶m,m≤1.0),土工格栅的加筋长度宜取5.5~8m;土工格栅的铺设间距宜为60cm。

利用岩土工程有限元软件分析比较了路堤在加筋和不加筋两种情况下的沉降大小、不均匀沉降的分布以及边坡稳定性安全系数计算,指出了加筋能够减小路堤的沉降量和不均匀沉降,提高整体稳定性,减少路堤的变形发展,值得推广应用。

随着公路建设速度的不断加快，膨胀土路堤处治技术水平也得到了极大的提升。土工布作为一种土工合成材料，其原材料以涤纶、丙纶为主,由纤维成网再通过外力缠结加固或粘合加固方法制成的纤维结构制品。它在路基沉陷、软基加固、防治翻浆冒泥、防治路基冻融等方面得到了广泛的应用。在膨胀土路堤中加入土工布,可全面提升工程质量。本文在充分了解土工布概况的基础上，结合具体案例对其施工设计、施工工艺进行了分析与探究。

近年来关于膨胀土边坡的病害处治逐渐转向了柔性防护领域,其中在膨胀土中植入土工格栅就是典型的一种。取十天高速西略段膨胀土加入不同层土工格栅,进行室内剪切试验,研究加筋对膨胀土抗剪强度的影响;再结合现场试验,考察筋材对膨胀土边坡稳定性的影响,以此来探讨加筋膨胀土的抗剪作用机理。试验结果表明:加筋使得剪应力峰值、峰值区域、残余强度以及峰值出现所对应的位移均得到提高;加土工格栅可以有效抑制土样剪切带的发展及土体的双向变形,提高其延性,推迟塑性破坏的出现,改善土体的变形特征,导致破坏模式发生变化;加筋能有效增大土体的黏聚力,而内摩擦角变化不大;加土工格栅能减小坡体的位移变形,增大土体抗滑移强度,提高坡体的稳定性。

在考虑软土地基的固结和一体的非线性应力应变关系的基础上，利用有限元的数值方法对加筋路堤的受力性状和破坏机理进行了分析。分析结果表明，加筋可以减少路堤的均匀和不均匀沉降，并能增加路堤的稳定性。

在考虑软土地基的固结和土体的非线性应力应变关系的基础上,利用有限元的数值方法对加筋路堤的受力性状和破坏机理进行了分析。分析结果表明,加筋可以减少路堤的均匀和不均匀沉降,并能增加路堤的稳定性

深入分析了土工材料在半填半挖路堤的加固机理及路堤的破坏模式。在此基础上,针对在填挖交界面设置系列台阶的工程实际情况,建立了合理的半填半挖路堤稳定性分析模型,该模型可充分考虑填挖交界面台阶的影响及土工加筋材料的加固功能,利用极限平衡法对稳定性系数进行求解。最后,结合工程实例进行了对比分析,结果表明,设置台阶及土工合成材料可较大的增强路堤的抗滑能力。