排水固结法处理机场场道地基预压荷载取值研究

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1、铁道建筑RailwayEngineering98文章编号：1003-1995(2014)09-0098—04排水固结法处理机场场道地基预压荷载取值研究林晖(厦门路桥建设集团有限公司，福建厦门361000)摘要：当采用排水固结预压法处理机场场道时，需要确定场道的预压荷载，而相关规范对场道预压荷载的取值未作明确的规定。本文分析了机场场道地基处理后的地基结构和荷载类型，采用布辛奈斯克法和有限元法计算了当今最大飞行器空客A380造成的地基附加应力。分析结果表明：两种方法计算的地基附加应力基本相符；软基泥面以上填土厚度越小，上部荷载

2、在泥面产生的附加应力越大；在选择机场场道预压荷载时，考虑可靠度、最不利工况等因素，应适当提高预压荷载；厦门新机场地基处理一期工程泥面以上填土厚度2．0—2．5m，建议场道地基处理设计时预压荷载取80kPa，相当于预压土(砂)5．0m；在填土厚度较厚的区域，可适当减小预压荷栽。关键词：机场场道排水固结布辛奈斯克法有限元法预压荷载中图分类号：TU413文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2014．09．27当采用排水固结预压法处理软基时，堆载的强度道面应大于或等于以后的使用荷载，所以需要计算

3、机场场道的使用荷载。国内外对飞机荷载计算研究较少。呙润华等采用多层弹性体系理论对飞机荷载作用下机场土基的附加应力及其特征进行了分析。许金东等对飞机作用于机场刚性道面上的动力荷载进行了实测，应用有限元和边界元方法建立了机场刚性道面体系静力和动力分析模型，并进行了室内试验论证。张磊等选取1／4余弦波模拟飞机循环降落荷载，计算得到温州机场新跑道软黏土地基在空客A380作用图1机场场道地基结构(单位：m)下附加应力的分布情况。面以上总荷载作用效应。飞行区场道的作用荷载强度预压荷载选取得是否合理，决定了软基处理的质按照以下条件换算：

4、量，关系着工程投资，但现有的规范对预压荷载取值并1)道面结构层自上而下为一层42cm厚水泥混凝没有明确规定，研究机场场道的预压荷载取值具有现土层、两层半刚性基层。其中两基层均采用1812m厚实意义。国内的许多学者虽然采用了不同的方法对飞的水泥稳定碎石。机附加应力进行了计算，但是都没有考虑道面结构、基2)基床层(填石渣层)厚度1．0ITI。床层、地基填土的特点。本文结合机场场道处理后地3)为了满足承载力的要求，泥面以上填土厚度在基结构特点和荷载类型，采用布辛奈斯克法和有限元2．0I13以上，选取填土厚度2．0，2．5in进行

5、计算。法计算不同工况下空客A380造成的地基附加应力，4)按当今最大飞行器空客A380后起落架荷载组以确定机场场道预压荷载的合理取值。合效应最大点计算飞机移动荷载作用效应。1计算条件2等效使用荷载机场场道地基结构如图1所示。按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)软基采用排水固结法处理时，沉降计算应考虑泥和《港口工程荷载规范》(JTS144．1-2010)，地基处收稿日期：2014-02一l0：修回日期：2014-05-20理后泥面以上荷载标准组合按下式计算。作者简介：林晖(1972一)，男，福建仙游人，工程师

6、。PTH+P1+P2+P32014年第9期林晖：排水固结法处理机场场道地基预压荷载取值研究式中：y为填土的重度，kN／m；日为填土高度，m；P。为道面结构层自重，kPa；p为土基交工面以上基床层自重，kPa；P为飞机对淤泥面产生的附加荷载，与填土层厚度有关；为荷载组合系数，按国标取0．7。根据排水固结堆载预压原理，预压荷载P≥P，+下主起落架P：+P，，其中P。和P：按下述计算。1)道面结构荷载P．计算。道面结构层的换算荷载P．为18．5kPa。架2)填石基床层自重P计算。基床为1．0m厚填石渣层，换算荷载P，为22．0k

7、Pa。3飞机活荷载对地基产生的附加应力图3A380起落架荷载计算简图飞机计算参数：当今4F级机场荷载最大的飞机为层下3．0m)时，空客A380在B点泥面产生的附加应空客A380，该飞机在起飞时最大重量5620kN。A380力为43kPa；泥面以上填土厚度2．5m(即泥面位于半飞机轮胎分布如图2所示，飞机起飞时各起落架的最刚性基层下3．5rn)时，空客A380在B点泥面产生的大重量如表1所示。附加应力为37kPa。②在填土厚度<4．0m(即泥面后翼下主起落桨位于半刚性基层下5．0m以内)时，机体主起落架中点(B点)的地基附加

8、应力最大；在填土厚度>4．0m(即泥面位于半刚性基层下超过5．0m)时，后翼下两个主起落架中间点(A点)的地基附加应力和B点基本相等。地基附加应力／kPa1020304050607080吕图2A380起落架与轮胎的平面位置示意(单位：mm)嫩L噬表1A380起飞时各起落架的最大重量kN舟图4荷载随深度扩