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青藏铁路冻土施工铺设5层山东东方牌土工格栅。
青藏铁路格拉段穿越世界海拔最高、面积最大、气候条件最恶劣的青藏高原约 500k m的多年冻土地段,这就有必要对多年冻土地区的自然斜坡和人工边坡稳定性问题进行研究。前人多集中研究冻土天然斜坡的稳定性问题,对工程结构物和地基土结合的稳定性问题研究较少。本文针对青藏铁路多年冻土区斜坡路基的特点,研究安多试验段斜坡路基的变形特征,分析冻土斜坡路基的稳定性 ,为今后类似青藏铁路工程的设计、施工提供参考。
路基结构呈几何不对称,宽为8.3m,上层铺设5层土工格栅,并在底部抛设片石。测试断面布设4个沉降板,分别位于路肩以下0.25处和原地基表面;布设4个测斜孑L,分别位于路肩、两侧坡脚和天然地面处;布设两个沉降管,分别位于路基面以下0.3m处和路基中部。
从 2003年12月-2006年10月,试验段冻土路基地温经历了3个完整冻融循环,斜坡路基也基本趋于热稳定。斜坡路基的几何不对称和坡向不对称造成地温的不对称,进而使阴阳坡的水平位移和沉降不对称,阴阳坡变形存在较大差红层泥岩土的应力一应变关系具有明显的非线性特征,可较好地用双曲线进行拟合,且围压越大相关系数越大;在较高围压下土体表现出剪缩特征,在围压低时表现出剪胀特性;切线弹模随应力水平增大而迅速减小,随围压增加而增加;邓肯一张模型能较好地反映红层泥岩土的本构关系。
试验段斜坡路肩沉降主要发生在路基填筑后的第一年,即2004年,且沉降量较大;路基沉降随时间逐渐趋于缓和;由于路基的几何不对称和坡向不对称,引起阳坡路肩沉降明显大于阴坡路肩沉降;由于路基高度和路基坡向对路基体沉降的影响,阳坡侧的路基本体沉降量大于阴坡侧。斜坡路基阴阳坡沉降差异出现在路基填筑后第一年,即 2004年,且路基沉降量较大,表明路基本体及地基土降主要发生在该阶段。路基阳坡处沉降量明显大于阴坡处,自2004年10月起,斜坡路基阴阳坡沉降速率趋于稳定,路基阴阳坡沉降差异逐渐减小,表明路基本体和地基土的沉降趋于稳定,斜坡路基趋于热稳定。
试验段斜坡路基累积水平位移值逐渐增大,但位移增加速率逐渐减缓;路基的水平位移量主要出现在修筑后的第一年即2004年,这一年水平位移占监测时问段内总位移量70%左右,而从第一年寒季开始,水平位移变化速率变缓,水平位移年度增量逐渐趋于缓和;斜坡路基发生水平位移部位多在路基的人为上限附近,水平位移量值与路基地温有关由于斜坡路基几何不对称和坡向不对称导致路基变形不对称;斜坡路基阳坡侧的水平位移和沉降均大于阴坡侧。斜坡路基填筑后的第一个暖季,路基水平位移与沉降都较大,随着路基重新趋于热稳定,其变形速率逐渐减小,变形也基本趋于稳定。利用极限平衡法研究试验段斜坡路基在不同工况下的稳定性,计算得出斜坡路基在设置土工格栅和不设置土工格栅时的稳定性系数均大于斜坡路基稳定性,设置土工格栅有效地 提高了斜坡路基的稳定性。