+++++++++++++++++++++++++高填方路基处理技术的变刚度理论及工程应用研究郑州大学土木工程学院郑州市轨道交通有限公司一、项目研究背景二、项目的主要创新点三、工程应用汇报的主要内容四、主要结论第一部分项目的研究背景项目研究背景1第一部分高填方路基后处理技术概述1随着我国高速公路向西部地区不断延伸,出现了大量的高填方路基；许多高速公路在竣工通车后普遍出现桥头跳车的现象；路桥结合区路面出现不同程度的沉降、断裂；车辆在通过时产生跳跃和冲击,造成车辆大幅度减速,使司机和乘客感到颠簸、不适,严重的可导致交通事故桥头跳车也加速了桥梁、路面以及车辆的损坏先处理技术后填土地基处理分层碾压填土高填方路基的处理技术之一24/12/2562后处理技术24/12/25高填方路基的处理技术之二73先填土后填土部分填方后处理全填方后处理高填方路基的变刚度处理技术4变刚度处理技术=先处理技术+后处理技术高填方路基的变刚度处理技术的优点5目前研究存在的问题61、满足高填方路基对地基承载力的要求2、满足高填方路基对地基快速固结的要求1、对高填方路基处理技术的变刚度理论缺乏系统研究2、高填方路基变刚度处理技术的无成熟的设计方法第二部分项目的主要创新点1、高填方路基处理技术的变刚度理论2、高填方路基变刚度处理技术的关键因素分析3、高填方路基变刚度处理技术的设计计算方法高填方路基变刚度处理技术的计算模型喷粉桩先处理，桩长8.5m，桩径500mm，正方形布置，桩间距1.5m；然后，进行4.8m填土；无砂混凝土小桩后处理，桩径150mm，桩长9m，间距1.5m，正方形布置；完成最后2m的路堤填方；最终路堤顶部宽28m，路基边坡坡率为1:1.5，处理路段长度为24m，无砂混凝土小桩施工时道路宽34m。模型概况有限元计算模型水平方向取121米，深度方向取35.4米；填方分两阶段，第一阶段为先处理阶段，填方按照初次进行0.3m，之后每次进行0.5m，填方高度到4.8m，每次填方持续时间为1.2月；无砂小桩施工完毕后，进行下一步填方施工，每次填方时间持续时间为1个月，直到填方至6.8m时结束。HEGDAFCB模型概况有限元数值模拟的材料参数土体采用Mohr-Columb弹塑性模型；粉喷桩、无砂混凝土小桩为线弹性材料；除路堤填土外，其余土体考虑孔压作用。单排小桩复合桩墙支护有限元模型材料参数粉喷桩先处理后——小桩施工前后的计算结果路堤竖向变形小桩施工前小桩成孔施工后经过短期的小桩施工，路堤中心的最大沉降量有所增加；路基外侧的最大隆起量则有所减小；从整体上来看，小桩的施工对路堤的整体稳定及加速固结沉降是有利的。路堤水平向变形小桩施工前小桩成孔施工后小经过短期的小桩施工，路堤坡脚下部的最大水平位移量有所减小；路堤路肩的最大侧移量则有所增加；分析：由于孔压的消散，路基中心区域的沉降造成的。超孔隙水压力的变化情况路堤在填土施工，路基由于排水不畅，产生超静孔隙水压力；坡脚部位由于所受路堤上部荷载较小，产生的超孔隙水压力较小；小桩投石阶段，路堤填方施工产生的超孔隙水压力迅速消散。超孔压0510152025303540455002468101214时间/月孔压/kPa中心坡脚粉喷桩受力分析—桩身轴力012345678902004006008001000轴向应力/kPa沿桩长/m123456789101113141516012345678902004006008001000轴向应力/kPa沿桩长/m123456789101113141516小桩成孔施工后小桩施工前最大轴力在1/3处；桩侧存在负摩阻力；小桩施工对轴力影响不大。无砂混凝土小桩后处理之后——填土完毕的计算结果小桩施工结束之后，继续进行路基填土施工；按照每次0.5m共进行4次，填方至6.8m时结束；路堤顶面施加10kPa的路面荷载。粉喷桩受力分析—桩侧摩阻力小桩成孔施工后小桩施工前桩体上部承受土体的负摩阻力；桩体1/3位置以下负摩阻力逐渐消失；小桩处理后，桩侧摩阻力有较小的增加，但变化不是很明显。0123456789-35-30-25-20-15-10-505101520桩侧摩阻力/kPa沿桩长/m123456789101112131415160123456789-40-35-30-25-20-15-10-50510152025桩侧摩阻力/kPa沿桩长/m12345678910111213141516无砂小桩受力分析—桩身轴力路堤顶施加车辆荷载后填土结...
