上覆硬壳层软基气泡混合轻质土有限元分析.pdf

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1、施工技术上覆硬壳层软基气泡混合轻质土有限元分析Thefiniteelementanalysisoffoamedmixturelightweightsoilonhardshelllyingonsoftsoilfoundation周志敏肖礼经（广东冠生土木工程技术有限公司，广州511400）摘要：针对旧路基采用气泡混合轻质土加宽和加高这一工况，分析硬壳层、软土的非线性变形以及固结变形特性，建立气泡混合轻质土、硬壳层、软土的数值模型，用以研究气泡混合轻质土的填筑高度与宽度、硬壳层厚度、软基厚度等因素对路基沉降及固结度的影响。关键词：MIDAS软件；气泡混合轻质土；应力；沉降；深厚软基Abst

2、ract：Intheengineeringofwideningandheighteningtheoldroadbedwithfoamedmixturelightweightsoil,weanalyzedthenonlineardeformationpropertiesandconsolidationdeformationpropertiesofhardshellandsoilfoundation,establishedanumericalmodelonthefoamedmixturelightweightsoil,hardshell,andsoilfoundation,whichisu

3、sedtostudytheinfluenceofthefillingheightandwidthwiththefoamedmixturelightweightsoil,andthethicknessofhardshellandsoilfoundationtothesettlementandconsolidationdegreeofroadbed.Keywords：MIDASsoftware；foamedmixturelightweightsoil；stress；settlement；deepsoftfoundation中图分类号：U414文献标识码：B文章编号：1003-8965(20

4、16)03-0107-021引言研究对象，其下为岩层，不考虑其沉降的影响。为了增强计算的稳定性，提高收敛速度，在划分网格时采用四边形长期以来，学者们研究了不同的模型和方法用于定的规则网格。量的描述土体在给定荷载水平和土层条件下的应力场分布2.3边界的设定[1]。王锡朝等通过模型试验，研究了地表硬壳层受条形均边界设定如图1所示，约束1、2区的水平位移，约[2]布荷载时，下卧淤泥层内的水平应力。然而，对于土层束3区的水平和竖向位移，4、5、6和7区作为固结排水力学特性差异很大的成层土地基，土的应力应变关系为非的排水边界，压力水头为0，而1~3区域赋予同样的总水[4]线性，建立线性解析解是极

5、为复杂和困难的，如今还没有头。45[3]一个较为实用的计算方法。特别是土层上覆的是气泡混12合轻质土这一轻质水泥基材料时，由于其自身成刚性整体，淤泥与常规填土的特性差异极大，目前少有相关研究。粉质粘土6砾砂（粗砂）本文采用MIDAS软件进行有限元模拟分析，以省道砂质粘性土7S336珠海大道（三期）金湾互通立交桥至高栏港段主线3改造工程K43+200~K43+300段为依托，针对采用气泡混图1边界设置示意图合轻质土进行旧路基加宽和加高的工况，建立气泡混合轻质土、硬壳层、软土的数值模型，用以研究气泡混合轻质3有限元结果分析土的填筑高度与宽度、硬壳层厚度、软基厚度等因素对路基沉降的影响。3.

6、1新路基应力及沉降将新路基两边各3m的扩宽部分及上部加高部分一次2上覆硬壳层软基气泡混合轻质土有限性填筑上去，填筑后地基垂直位移图如图2所示。元分析图2中可以看到新增的扩宽部分处的沉降最大，但其仅为10mm，比通常填土的施工期间沉降小了很多，是因2.1地质构造为气泡混合轻质土自身是整体刚性的水泥基材料，自身没针对本依托项目，经过现场地质勘探，选取钻孔有沉降。QZK21~QZK22-1之间的断面路基进行有限元分析部分参数分析计算，具体地质情况为：0~-1.64，填筑土；-1.64~-13.46，淤泥；-13.46~-22.66，粉质粘土；-22.66~-30.76，砾砂；-30.76~-

7、34.46，砂质粘性土。软土总厚度达21.1m。2.2模型结构划分图2新路基施工期沉降图根据其对应的地质情况，取砂质粘性土层以上各层为基金项目：广东省交通运输厅科技项目，编号：科技-2013-02-001107施工技术米增加到18米，总沉降量从6.3cm增加到7.8cm，说明在旧路基这一整体硬壳层应力分散的情况下，淤泥层的固结时间也相应延长，但是总沉降量却得到了很好的控制，路基底部的应力得到了很好的分散，此时上部荷载不变的情况下，软基的厚度对总