文档介绍：文章编号:1009-6825(2010)05-0258-02 季节性冻土路基施工期沉降量预测收稿日期:2009-10-27 作者简介:王长江(1969-),男,高级工程师,中铁九局集团有限公司,辽宁沈阳 110013 张向东(1962-),男,博士生导师,教授,辽宁工程技术大学,辽宁阜新 123000 兰常玉(1972-),男,博士,辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新 123000 王长江张向东兰常玉摘要:以北沙河特大桥小里程端的施工段作为模拟工点,以实际施工过程中所用材料、结构为模拟单元,采用平面应变模型,利用MIDAS数值模拟软件,完成了施工期沉降量模拟分析,取得了满意的效果;提出了分阶段输入材料特征值的全新模拟方法,并给出施工各阶段材料特征值的计算公式;得出施工过程中所用的非冻胀土和A,B组土会带来较大的水平位移和沉降的结论。关键词:施工期,数值模拟,材料特征值,沉降,预测中图分类号: 文献标识码:A 关于季节性冻土路基研究主要集中于季节性冻土路基处治的现场试验方案[1]、季冻地区路基中的水分迁移机理及处理措施[2]、季冻区基础冻胀成因及防治分析[3]、季冻区土质路堑边坡浅层含水率变化研究[4]、季节性冻融期土壤入渗试验[5]、季节性冻土的处理措施[6]等方面,关于季节性冻土路基施工期的沉降研究则鲜见报道。由于道路在施工期沉降量的不同,导致道路土体运营过程中初始结构性的不同,进而使得土体具有不同的初始结构强度。土体不同的初始结构强度意味着土体不同的重度及含水量,因此会有不同的冻融特性。研究季节性冻土施工期的沉降问题,是解决季节性冻土冻融危害问题的必要前提。本文以哈大高铁北沙河特大桥小里程端施工段为研究对象,利用MIDAS软件进行了季节性冻土路基施工期沉降量的预测,取得了理想的模拟效果,为今后相类似的工程提供了宝贵的经验。 1建立模型选取位于北沙河特大桥小里程端的施工段作为模拟工点。线路在该施工段以填方通过,且所经地势较为平坦,,。可影响地层共分两层,上层为黄褐色黏土,硬塑性,含有可见的铁锰质浸染物,厚度在0m~;下层为黄褐色粉质黏土,软塑性,厚度大于20m;地下水具有硫酸盐侵蚀性。基床设计参数为:,,,B组土,中粗砂内铺设一层两布一膜不透水水工布(600g/m 2),基床以下填合格填料。根据路基实际设计情况,建立数值分析模型(见图1),地表以上填筑材料参数完全按设计参数确定,各层参数分别为:,,, A,。地表以下考虑到具体施工时采用去除部分粉质黏土然后回填黏土的情况,所以模拟过程中取黏土层5m厚, 同时考虑到应力扩散角的影响,将粉质黏土层设为15m厚,15m 以下土体被认为超出影响范围。模拟过程中采用库仑摩尔本构模型,模型荷载有自重和回填土体上部均匀分布的受压荷载两种。约束条件为模型底面上的点定义成铰接类型,左、右侧的节点定义为X方向的滑动类型。由于施工阶段严格控制含水量,所以定义孔隙压力为0。第一个施工阶段是施工之前的阶段,此时只有地基的单元承受自重。第二个施工阶段为回填第一部分,以后