桩承式路堤中土拱效应可视化模型试验研究
发布时间：2021-06-16 17:01
桩承式路堤中土拱的形态还未得到统一认识,进一步开展土拱效应的研究对桩承式路堤中荷载传递规律分析有重要科学价值。首先简要介绍了桩承式路堤中土拱效应可视化的室内模型试验装置、试验材料以及测试元件的布置情况,然后采用该可视化试验装置进行变化路堤高度与桩间距的10组模型试验研究,以分析桩承式路堤中沉降的分布规律与竖向应力的分布特点。试验结果表明:变化路堤高度与桩间距的比值将显著影响桩承式路堤中土拱效应的发挥,在该平面土拱效应室内试验中,当h/（s-a）≤1.0时,路堤中没有应力重分布的现象,表明此时土拱效应没有产生;当1.0<h/（s-a）<1.5时,土拱效应未完全发挥;当h/（s-a）≥1.6时,达到了完全成拱的条件,路堤填土的竖向应力分布存在两次拐点,与Hewlett&Randolph模型结果中的分布规律相似。模型试验结果还表明,路堤表面的差异沉降随着路堤高度的增加而逐渐减小,当路堤高度与桩净间距的比值大于1.6时,路堤表面的差异沉降基本为0。最后,根据土拱效应完全产生时的模型试验结果,推导了平面土拱的内拱与外拱高度的表达式,并基于土拱厚度不均匀的实际情况,采用试验结果...
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2020,39(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
砂土的级配曲线图Fig.2Gradingcurveofsand
第39卷增1崔晓艳等：桩承式路堤中土拱效应可视化模型试验研究3153图2砂土的级配曲线图Fig.2Gradingcurveofsand表1砂土物理力学参数Table1Physico-mechanicalparametersofsand不均匀系数曲率系数最小干密度/(g·cm–3)最大干密度/(g·cm–3)黏聚力c/kPa内摩擦角/(°)2.300.811.351.708.030.6图3泡沫的压缩曲线Fig.3Thecompressioncurveoffoam仪、数据采集控制计算机和传感器测量元件。数据采集仪采用静态应变测试系统，该系统在试验过程中可对试验数据进行连续不间断采集，每测点连续采样速率1Hz。在路堤内部等间距布置土压力盒(见图4)，其中，土压力盒布置在桩墙顶部中心处，并在相邻两桩墙中心点处沿路堤高度每0.1m放置土压力盒，从而获得路堤中竖向应力沿路堤高度的分布规律。轻质沉降板放置在路堤底部两相邻桩墙中心处(见图4)，用来测量泡沫表面(即软土表面)的沉降，而路堤表面的差异沉降通过路堤表层彩砂位置的变化计算获得。为了保证试验测量的精度，试验开始前，对每个土压力盒采用砂标的方法对其进行标定，土压力盒与轻质沉降板的布置如图4所示。图4测量元件布置图Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4试验方法与过程首先将钢制桩墙(长、宽、高分别为900，50，400mm)放置在模型槽中，钢制桩墙的桩间距为250或300mm，然后在桩墙周围填筑地基软土。地基软土填筑完成后，在其上方每50mm分层填筑砂土路堤填料，每层填筑完成后需将该层砂的顶面整平，每层砂土的控制密度为1.5×103kg/m3。试验过程中，借助彩砂装置在每层填土之间铺设薄层彩砂，并借助土压力盒安放辅助装置(见图
?患涠喜杉??坎獾懔??采样速率1Hz。在路堤内部等间距布置土压力盒(见图4)，其中，土压力盒布置在桩墙顶部中心处，并在相邻两桩墙中心点处沿路堤高度每0.1m放置土压力盒，从而获得路堤中竖向应力沿路堤高度的分布规律。轻质沉降板放置在路堤底部两相邻桩墙中心处(见图4)，用来测量泡沫表面(即软土表面)的沉降，而路堤表面的差异沉降通过路堤表层彩砂位置的变化计算获得。为了保证试验测量的精度，试验开始前，对每个土压力盒采用砂标的方法对其进行标定，土压力盒与轻质沉降板的布置如图4所示。图4测量元件布置图Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4试验方法与过程首先将钢制桩墙(长、宽、高分别为900，50，400mm)放置在模型槽中，钢制桩墙的桩间距为250或300mm，然后在桩墙周围填筑地基软土。地基软土填筑完成后，在其上方每50mm分层填筑砂土路堤填料，每层填筑完成后需将该层砂的顶面整平，每层砂土的控制密度为1.5×103kg/m3。试验过程中，借助彩砂装置在每层填土之间铺设薄层彩砂，并借助土压力盒安放辅助装置(见图5)布置土压力盒，该辅助装置由2条互相垂直且可左右前后移动的可活动搭接横梁和激光投射器组成，激光投射器设于2条横梁相交处。将路堤填筑至设定高度后静置24h，同时读取土压力。2.5试验工况试验过程中桩间距s的取值为250，300mm，路堤高度变化范围为100～600mm，共进行了10组平面土拱效应室内模型试验。其中，工况1～6可对比分析桩间距为300mm时路堤高度变化对桩承式路堤中竖向应力与沉降分布规律的影响；同理，工况7～10可分析桩间距为2
【参考文献】：
期刊论文
[1]桩承式路堤土拱效应三维离散元分析[J]. 鲍宁,魏静,陈建峰. 岩土力学. 2020(S1)
[2]砂土中松动土压力及松动区位移破坏形式的试验研究[J]. 陈其志,郭生根,徐长节,梁禄钜,刘兴旺. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]桩承式路堤土拱演化的二维钢棒相似土模型试验[J]. 芮瑞,张龙,孙义,徐路畅,夏元友. 中国公路学报. 2017(10)
[4]垫层土拱效应试验与计算方法[J]. 朱小军,龚维明,赵学亮,徐国平. 东南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[5]桩承式路堤土拱效应三维分析[J]. 费康,王军军,陈毅. 土木建筑与环境工程. 2012(05)
[6]加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究[J]. 费康,陈毅,王军军. 岩土工程学报. 2012(12)
[7]桩承式加筋路堤土拱效应试验研究[J]. 曹卫平,陈仁朋,陈云敏. 岩土工程学报. 2007(03)
本文编号：3233450
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2020,39(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
砂土的级配曲线图Fig.2Gradingcurveofsand
第39卷增1崔晓艳等：桩承式路堤中土拱效应可视化模型试验研究3153图2砂土的级配曲线图Fig.2Gradingcurveofsand表1砂土物理力学参数Table1Physico-mechanicalparametersofsand不均匀系数曲率系数最小干密度/(g·cm–3)最大干密度/(g·cm–3)黏聚力c/kPa内摩擦角/(°)2.300.811.351.708.030.6图3泡沫的压缩曲线Fig.3Thecompressioncurveoffoam仪、数据采集控制计算机和传感器测量元件。数据采集仪采用静态应变测试系统，该系统在试验过程中可对试验数据进行连续不间断采集，每测点连续采样速率1Hz。在路堤内部等间距布置土压力盒(见图4)，其中，土压力盒布置在桩墙顶部中心处，并在相邻两桩墙中心点处沿路堤高度每0.1m放置土压力盒，从而获得路堤中竖向应力沿路堤高度的分布规律。轻质沉降板放置在路堤底部两相邻桩墙中心处(见图4)，用来测量泡沫表面(即软土表面)的沉降，而路堤表面的差异沉降通过路堤表层彩砂位置的变化计算获得。为了保证试验测量的精度，试验开始前，对每个土压力盒采用砂标的方法对其进行标定，土压力盒与轻质沉降板的布置如图4所示。图4测量元件布置图Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4试验方法与过程首先将钢制桩墙(长、宽、高分别为900，50，400mm)放置在模型槽中，钢制桩墙的桩间距为250或300mm，然后在桩墙周围填筑地基软土。地基软土填筑完成后，在其上方每50mm分层填筑砂土路堤填料，每层填筑完成后需将该层砂的顶面整平，每层砂土的控制密度为1.5×103kg/m3。试验过程中，借助彩砂装置在每层填土之间铺设薄层彩砂，并借助土压力盒安放辅助装置(见图
?患涠喜杉??坎獾懔??采样速率1Hz。在路堤内部等间距布置土压力盒(见图4)，其中，土压力盒布置在桩墙顶部中心处，并在相邻两桩墙中心点处沿路堤高度每0.1m放置土压力盒，从而获得路堤中竖向应力沿路堤高度的分布规律。轻质沉降板放置在路堤底部两相邻桩墙中心处(见图4)，用来测量泡沫表面(即软土表面)的沉降，而路堤表面的差异沉降通过路堤表层彩砂位置的变化计算获得。为了保证试验测量的精度，试验开始前，对每个土压力盒采用砂标的方法对其进行标定，土压力盒与轻质沉降板的布置如图4所示。图4测量元件布置图Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4试验方法与过程首先将钢制桩墙(长、宽、高分别为900，50，400mm)放置在模型槽中，钢制桩墙的桩间距为250或300mm，然后在桩墙周围填筑地基软土。地基软土填筑完成后，在其上方每50mm分层填筑砂土路堤填料，每层填筑完成后需将该层砂的顶面整平，每层砂土的控制密度为1.5×103kg/m3。试验过程中，借助彩砂装置在每层填土之间铺设薄层彩砂，并借助土压力盒安放辅助装置(见图5)布置土压力盒，该辅助装置由2条互相垂直且可左右前后移动的可活动搭接横梁和激光投射器组成，激光投射器设于2条横梁相交处。将路堤填筑至设定高度后静置24h，同时读取土压力。2.5试验工况试验过程中桩间距s的取值为250，300mm，路堤高度变化范围为100～600mm，共进行了10组平面土拱效应室内模型试验。其中，工况1～6可对比分析桩间距为300mm时路堤高度变化对桩承式路堤中竖向应力与沉降分布规律的影响；同理，工况7～10可分析桩间距为2
【参考文献】：
期刊论文
[1]桩承式路堤土拱效应三维离散元分析[J]. 鲍宁,魏静,陈建峰. 岩土力学. 2020(S1)
[2]砂土中松动土压力及松动区位移破坏形式的试验研究[J]. 陈其志,郭生根,徐长节,梁禄钜,刘兴旺. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]桩承式路堤土拱演化的二维钢棒相似土模型试验[J]. 芮瑞,张龙,孙义,徐路畅,夏元友. 中国公路学报. 2017(10)
[4]垫层土拱效应试验与计算方法[J]. 朱小军,龚维明,赵学亮,徐国平. 东南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[5]桩承式路堤土拱效应三维分析[J]. 费康,王军军,陈毅. 土木建筑与环境工程. 2012(05)
[6]加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究[J]. 费康,陈毅,王军军. 岩土工程学报. 2012(12)
[7]桩承式加筋路堤土拱效应试验研究[J]. 曹卫平,陈仁朋,陈云敏. 岩土工程学报. 2007(03)
本文编号：3233450
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