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新型预应力路基技术可用于整治路基病害或强化既有线路基,研究其预应力损失规律对保障预应力路基工程的长期安全具有重要意义。基于弹性理论提出了预应力路基侧压力板与路基边坡接触面中心点后方水平路径上附加应力的计算方法,分析表明该特征路径上水平附加应力随距板−土接触面中心点距离的增加呈现良好的指数函数衰减关系。基于水平附加应力的指数函数扩散规律及路基土的蠕变行为,推导了路基土的蠕变变形计算公式。进一步基于蠕变变形与预应力钢筋回缩变形的协调性,建立了路基预应力的损失模型和计算方法,并结合FLAC3D数值仿真开展了对比分析。研究表明：钢筋预拉力损失的理论预测曲线与数值仿真曲线吻合良好,二者偏差不足5%,论证了路基预应力损失模型的有效性;钢筋预拉力可在锚固后的60 d内达到稳定,且预拉力的稳定值可达其初始值的85%～90%,说明新型预应力路基技术可为路基土提供相当可观的稳定附加围压,从而通过改善路基土的应力状态达到强化路基的目的。 相似文献
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以新型预应力路基为研究对象,基于弹性理论推导预应力加固结构（侧压板和预应力筋）作用下路堤内沿坡面法向的附加应力扩散系数计算公式,并获得侧压板正下方及其2个外延方向的预应力扩散规律。研究表明：（1）理论公式适用的边界条件为侧压板（边长为0.9 m）离路肩距离不小于1倍板宽;（2）法向分解力产生的扩散作用显著大于切向分解力;（3）由于切向荷载作用,侧压板正下方土体的总扩散应力随深度由“腹鼓形”差异分布逐渐过渡呈“腹平状”较均匀分布;（4）各深度平面上最大扩散系数位置随深度发展在作用区中轴线上不断变动;（5）不同区域的扩散效果为板体正下方>上边界外侧>左右边界外侧>下边界外侧,板体两外延方向的平均有效扩散深度达1.6 m。基于ABAQUS有限元软件建立三维精细化路堤模型对理论解进行验证,发现二者结果（包括路肩处）吻合良好,论证了扩散系数理论公式的正确性及适用条件。最后,基于多块侧压板作用下附加应力的分布情况,探寻侧压板的合理布置间距,保障路堤内一定深度处形成一道连续、有效且较为均匀的预压区,改善路堤土的受力状态,并对路堤边坡提供侧向强制约束,利于路基长期稳定。 相似文献
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水平预应力自坡面向路堤内的传播特征与扩散规律是预应力路基加固法需要解决的关键问题。基于弹性理论,推导了预应力路基内的水平附加应力计算公式,通过大量布点计算获得了6种典型坡率下预应力路基内的水平附加应力扩散系数图表,并分析了不同坡率和侧压板边长比下路基内水平附加应力扩散规律。研究表明：（1）可通过边坡坡率1:m、侧压板边长比l/b和计算点水平深度与板宽之比h/b三个无量纲参数,结合图表法快速、准确地获得预应力路基内任一点处的水平附加应力扩散系数KH;（2）不同路堤坡率下,板下（上）角点处水平附加应力扩散系数KHD(KHU)-h/b关系曲线基本趋同,板下角点处KHD随h/b的变化规律以临界板尺寸比(l/b)c为界,可分为先增后减和逐渐减小两种,而板上角点处KHU则随h/b的增加而逐渐减小;同一路堤坡率下,KH随l/b的增加而增大,但增加速率逐渐减小;（3）当侧压板距路肩线净距大于2.0倍板宽时,图表法插值所得附加应力与理论公式结果及数值仿真结果吻合良好,论证了图表法及理论公式的可靠性和适用条件。研究成果可为预应力路基设计提供一种快速且简便的设计参考蓝本,系一种高效集成法。 相似文献
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稳定性分析是路堤设计中的关键环节。针对新型预应力路堤,提出一种基于极限平衡状态计算其边坡安全系数的新方法。该方法主要包含滑动面附加应力计算法与等效条间力计算法。基于弹性理论近似推导预应力路堤内潜在滑动面上的附加应力解析公式,并通过应力状态分析得到滑动面上任一点处的法向和切向附加应力计算式。结合滑动面附加应力计算法、条分法及等效条间力计算法,并考虑铁路路基受荷特点,提出新型预应力路堤稳定性分析的极限平衡法。该方法适用于任意形状滑裂面,计算公式简便,且分析过程无需迭代试算。算例分析表明：预应力在路堤潜在滑动面上引起的附加应力并非全部起抗滑作用,局部小区域存在促滑效应。相较于传统极限平衡法对预压应力的处理方式,提出的方法考虑了预应力的连续扩散效应,所得安全系数偏于安全。最后,采用数值方法进一步论证了方法的可靠性。 相似文献
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