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成果名称:  山区高等级公路高填石路堤施工关键技术与质量控制指标体系优化研究 技术领域:  道路工程
体现形式:  新技术 项目名称:  山区高等级公路高填石路堤施工关键技术与质量控制指标体系优化研究
完成单位:  广东省长大公路工程有限公司 项目负责人:  雷鸣
项目成员:  雷鸣
研究开始时间:  2011-07-20 研究结束时间:  2011-03-01
联系人:  卢自立 联系邮箱:  gdluzili@163.com
验收编号:  粤交科验字[2015]23号 验收时间:  2015-06-30
 

山区高等级公路高填石路堤施工关键技术与质量控制指标体系优化研究

发布人:雷鸣        发布时间:2018-04-08        浏览次数:342
知识产权声明:         项目研究成果是本团队独立进行研究工作所取得的成果,研究成果归完成单位所有,如发现本项目研究成果被恶意抄袭,本项目团队将进行法律追究。

1.任务来源
            广东省交通厅
2.应用领域和技术原理
              应用领域为山区高速公路高填路堤工程。
      技术原理:采用室内外实验、理论分析、数值模拟和现场监测等多手段,综合运用高填路堤稳定性分析方法,重点探讨施工工序优化后不同高填路基处理方案和分层合理填筑体高度,探讨了施工过程中不同分层填筑体高度以及不同压实度等条件下沉降量以及不均匀沉降的形成机理和时空变化规律,完成了不同工况条件下的路堤稳定性分析。
3.性能指标
            (1)对筋土界面的应力、位移、孔隙率所表现的细观特性进行讨论,进一步揭示土工格栅与粘性土界面相互作用特性机理。法向应力越大,筋土之间的拉拔力越大。在同一个法向应力作用下,土工格栅附近的两邻侧,在一定厚度范围内应力比较集中。(2)土工格栅使土体中的位移重新分布,水平位移和垂直位移均减小了,在一定程度上防止了不均匀沉降。通过对高填路堤在有、无土工格栅铺设情况下分层填土分析可知,土工格栅对水平位移影响效果比垂直方向要明显。(3)在外加均布荷载作用下,有土工格栅的高填方在竖向与水平方向的位移都比无土工格栅的高填方的位移小。在重力场中,土工格栅对土体沉降有一定作用,在行车荷载作用下,土工格栅能改变土体受力性状,扩散荷载作用,减缓土体不均匀沉降及沉降最大值;并且在行车荷载条件下的控制土体沉降能力比自重条件下大。(4)加筋土中筋材减缓土体的不均匀沉降和降低沉降最大值,使沉降发生均匀分布;同时,也限制了土体水平位移。(5)加筋填土的室内三轴试验结果表明:加筋的作用效果随着轴向应变的增大而增强;加筋的层数越多,加筋的效果越明显;加筋使得土样具有一定的延性,并能显示出很强的后期效应;在低围压的情况下,加入土工格栅能够更好的增强土体的强度。(6)对土工格栅加筋边坡的数值模拟研究表明:在一定长度范围内,加入土工格栅能够明显的减小边坡的坡脚位移,本例中土工格栅的合适长度为23~29m;在边界条件相同的条件下,土工格栅的拉伸模量越大,加筋的效果越明显,但超过200kN/m后其加筋效果较不明显;在变边坡路堤中,在路堤的中下部18m范围内及变边坡处附近上下铺加土工格栅其加筋的效果最明显。(7)加筋对抑制边坡路基变形、提高降雨入渗条件下路堤边坡的稳定性和增强路堤抗震性能的作用。降雨强度折减系数大于一临界值时,降雨入渗对边坡安全系数及潜在滑动面的影响很小;当降雨强度折减系数小于这一临界值时,安全系数显著降低,边坡潜在滑动面发生明显变化。
4.成果关键技术介绍
            本次研究工作依托托广东云罗高速公路重点项目,采用理论与数值分析方法进行加筋粘性土中作用特性分析,先用PFC2D数值模拟土工格栅与粘性土之间的工作特性,再运用FLAC3D数值模拟加筋高填方路堤分层填筑变形分析,然后依托工程监测数据,对高填方在加筋条件下变形影响进行深入研究;同时,采用室内三轴实验、强度折减法理论和有限差分数值分析方法,并分别针对在高填方路堤中加入土工格栅与不加入土工格栅两种不同的工况进行数值模拟分析,系统的研究了边坡的在不同类型的荷载作用下的稳定和变形特性。
5.与国内外同类技术比较
            经检索并对相关文献分析对比结果表明:在查新检索范围内,见有文献研究高填路堤分层填筑沉降规律,见有文献对高填路堤土与土工格栅相互作用细观机理进行研究,但未见有如委托查新项目所述的采用强度折减法研究云罗高填加筋路堤分层填筑沉降规律及其粘性土与筋材相互作用细观机理的文献报道。
6.成果的创造性、先进性
            (1)对传统高填路基的施工工序进行了优化和改进,结合已有监测数据的分析,开展了考虑分层填筑的施工过程沉降规律数值模拟,探讨了高填路堤加筋土在沉降控制方面的基本规律。
(2)在分析未加筋路堤的稳定和变形特性的基础上,对土工格栅参数设计进行必选和优化。根据格栅铺设位置的不同,选择不同的格栅长度、格栅层数、拉伸模量等,利用强度折减数值模拟技术,计算和分析不同工况条件下土工格栅设计对坡脚位移、安全系数和潜在滑动面的影响。
7.作用意义
            有效地服务于山区高填路堤施工过程质量控制。
8.推广应用前景与措施
            可以在山区高填路堤中推广应用本项目取得的成果。
9.推广应用存的问题和改进意见
            暂无
10.相关附件材料
[application/pdf]项目研究工作总结 2018-04-08 下载 0 次
[application/pdf]广东省交通厅科技项目_总报告简本.pdf 2018-04-08 下载 0 次
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