真空一堆载联合预压加固路堤FLAC数值分析(2)

来源:南粤论文中心 作者:蔡君君,王星华 发表于:2010-04-26 09:28  点击:
【关健词】真空一堆载联合预压;固结;平面应变;砂井地基
~ -位移边桩 巡 .. I -{辅a彬J(水平) -潮荆(蚋) \分层沉降管 \水位管 为1 970个单元。 2.2边界条件的处理 在Biot固结分析中,边界条件包括2大类:一类 圈l 路堤断面监测点布置圈 №1 Layoutofmonitoringpoint

~’
-位移边桩
 
巡   ..
I                                                                         -{辅a彬J(水平)
-潮荆(蚋)
\分层沉降管                \水位管
为1 970个单元。
2.2边界条件的处理 在Biot固结分析中,边界条件包括2大类:一类
 
圈l   路堤断面监测点布置圈
№1 Layoutofmonitoringpointsofembankmentcross-section

件。即通过设定模型边界节点的速度(通常设定边界
节点某个方向速度为0)来实现位移边界条件。位移 边界条件取为:地基表面为自由变形,密封膜覆盖部 分受堆载压力作用,限制地基的侧限边界水平向位移 (均为不透水边界),地基底面竖向位移和水平位移为
0。孔压边界取为:砂垫层中所有结点的孔隙水压力为 负的真空压力-80  kPa,砂垫层以外的地基表面孔隙水 压力固定为0,其它边界的孔压未知。
2.3荷载的简化
对填土荷载的处理一般有2种方法:1)把填土当 成新增单元参加计算;2)将填土折算成等效结点荷载 进行计算。前者能够模拟填土与地基的相互作用,计 算填土的应力和应变,分析粘性填土的变形和开裂问 题具有明显的优势,但不能模拟线性加载过程;而后 者可以方便地模拟实际的加载过程。本文中采用第二 种方式,填土荷载按施工设计分10级施加,计算前将 加载区域都设置为null(空单元),随后分别按时间顺 序给所需加载的土层赋值,从而实现分级加载,计算 模型也相应地分10步完成,最后建立的计算模型如图
2所示。
为了考虑加载的时间效应,通过每步加载时间的 长短来控制计算的步长(step)。应该指出,由于FLAC 是时间渐进的,相应的计算次数隐含了时间因素,与 物理时间具有一定的对应关系,故一般而言,计算步
数越多,对应的时间越长,模型发生的变形也越大,这 一特性有别于其它种类的数值计算程序。为真实地模 拟加载的时间效应,本文计算时特别注意模拟每层填 筑体的推进度,根据堆填每层填筑体所需要的时间来 确定计算步数,并通过对关键监测点的位移跟踪(且
与实际监测值进行比较)而对每层填筑体的计算步长
做了多次修正。
圈2路堤横断面填筑后FLAC2B计算模型 Fig.2  Numerical model of embankment cross-secion with FLAC∞

2.4    本构模型及计算参数的选择 单纯的真空预压或以真空预压为主的真空一堆载
联合预压,其本构模型宜采用弹性本构模型,而对特
殊的情况,如堆载相对比重较大时,可采用塑性本构 关系,必要时考虑土体损伤。考虑到本试验段工程属 于特殊情况,堆载密度较大,所以拟定采用摩尔一库 伦塑性模型。原地基参数取值以土t试验成果为主要 依据,根据实际施工过程,各土层物理力学计算参数 的具体取值见表l。
表1中,压缩模最E。是通过实验得到,剪切模量 G及体积模量K是通过杨氏模量和泊松比计算得到, 渗透系数按照公式(3)放大并进行调整,再利用公式
,,                      、
k=kh/(gP,)转化为FLAC里面的渗透率。


裹1  路堤断面地基土的计算参数
Table l   Parameters of foundation soil of embankment cross.section
3   计算结果的对比分析

3.1沉降分析 该路堤横断面沉降值是随着工程施工从下往上不
断埋设沉降环并进行观测的,即各点总沉降量是由各 沉降环观测值按时间搭接关系累加起来。FLAC模拟 计算时,在施加每_步荷载前均把填筑体位移初始化 为0,因此,把各步荷载的模拟计算沉降值按时间累
加起来即相当于监测中的总沉降值。取2.0  133深度的沉
降实测值和计算结果进行比较,其模拟结果和实测值 见图3所示。
从图3中可以看出,监测点的模拟总沉降与监测 总沉降随时间的发展趋势十分相似,均表现出快速加 载产生快速沉降的特性,即填筑后曲线即刻变陡,停 止加载,曲线随之变缓,具有明显拐点。
线路中点不同深度沉降计算结果见图4。
0
-0.2
-4).4
-0.6
-0.8 一1.0 一1.2
-1.4 一1.6 一1.8
-2.O
时间,d
一实测值;---,re-埋深2.0 m处计算值
图3路堤横断面2.0 m深度处沉降 计算值和实测值的比较
Fig.3   The comparison of settlement  between calculated value and metrical value in depth of
2.O m of embankment cross.section

3一+埋深10.5 m处计算值;4-+埋深14.1  111处计算值;
5一+埋深17.9m处计算值;6-—.-埋深22.6m处计算值
在路基的正下方,其差异沉降较小,沉降大部分
发生在该部位,且沉降沿着路堤外边缘迅速减小。沉 降最大值发生在地基的表面,沉降量达1.693   m。这与 实际观测值1.768 m很接近,误差仅为4.2%。在真空一 堆载联合加载230  d以后,计算和观测的同结沉降趋于 稳定,这体现了真空一堆载联合预压处理软基的效 果,说明真空一堆载联合预压可以满足高速铁路工后 沉降的要求。
3.2水平位移分析 图6为路基断面右侧坡脚地面以下不同时刻侧向
位移沿深度力+向的变化对比曲线。
水平位移/mm
100
---*--30d:——•一82d;—÷‘一191 d;—,-一218  d;—_一220d
圈6  路基断面右侧坡脚下侧向位移 沿深度随时间变化结果(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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