樁承式路堤中土拱的形態(tài)還未得到統(tǒng)一認識,進一步開展土拱效應(yīng)的研究對樁承式路堤中荷載傳遞規(guī)律分析有重要科學(xué)價值。首先簡要介紹了樁承式路堤中土拱效應(yīng)可視化的室內(nèi)模型試驗裝置、試驗材料以及測試元件的布置情況,然后采用該可視化試驗裝置進行變化路堤高度與樁間距的10組模型試驗研究,以分析樁承式路堤中沉降的分布規(guī)律與豎向應(yīng)力的分布特點。試驗結(jié)果表明:變化路堤高度與樁間距的比值將顯著影響樁承式路堤中土拱效應(yīng)的發(fā)揮,在該平面土拱效應(yīng)室內(nèi)試驗中,當h/（s-a）≤1.0時,路堤中沒有應(yīng)力重分布的現(xiàn)象,表明此時土拱效應(yīng)沒有產(chǎn)生;當1.0<h/（s-a）<1.5時,土拱效應(yīng)未完全發(fā)揮;當h/（s-a）≥1.6時,達到了完全成拱的條件,路堤填土的豎向應(yīng)力分布存在兩次拐點,與Hewlett&Randolph模型結(jié)果中的分布規(guī)律相似。模型試驗結(jié)果還表明,路堤表面的差異沉降隨著路堤高度的增加而逐漸減小,當路堤高度與樁凈間距的比值大于1.6時,路堤表面的差異沉降基本為0。最后,根據(jù)土拱效應(yīng)完全產(chǎn)生時的模型試驗結(jié)果,推導(dǎo)了平面土拱的內(nèi)拱與外拱高度的表達式,并基于土拱厚度不均勻的實際情況,采用試驗結(jié)果... 

【文章來源】：巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2020,39(S1)北大核心EICSCD

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砂土的級配曲線圖Fig.2Gradingcurveofsand

第39卷增1崔曉艷等：樁承式路堤中土拱效應(yīng)可視化模型試驗研究3153圖2砂土的級配曲線圖Fig.2Gradingcurveofsand表1砂土物理力學(xué)參數(shù)Table1Physico-mechanicalparametersofsand不均勻系數(shù)曲率系數(shù)最小干密度/(g·cm–3)最大干密度/(g·cm–3)黏聚力c/kPa內(nèi)摩擦角/(°)2.300.811.351.708.030.6圖3泡沫的壓縮曲線Fig.3Thecompressioncurveoffoam儀、數(shù)據(jù)采集控制計算機和傳感器測量元件。數(shù)據(jù)采集儀采用靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)在試驗過程中可對試驗數(shù)據(jù)進行連續(xù)不間斷采集，每測點連續(xù)采樣速率1Hz。在路堤內(nèi)部等間距布置土壓力盒(見圖4)，其中，土壓力盒布置在樁墻頂部中心處，并在相鄰兩樁墻中心點處沿路堤高度每0.1m放置土壓力盒，從而獲得路堤中豎向應(yīng)力沿路堤高度的分布規(guī)律。輕質(zhì)沉降板放置在路堤底部兩相鄰樁墻中心處(見圖4)，用來測量泡沫表面(即軟土表面)的沉降，而路堤表面的差異沉降通過路堤表層彩砂位置的變化計算獲得。為了保證試驗測量的精度，試驗開始前，對每個土壓力盒采用砂標的方法對其進行標定，土壓力盒與輕質(zhì)沉降板的布置如圖4所示。圖4測量元件布置圖Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4試驗方法與過程首先將鋼制樁墻(長、寬、高分別為900，50，400mm)放置在模型槽中，鋼制樁墻的樁間距為250或300mm，然后在樁墻周圍填筑地基軟土。地基軟土填筑完成后，在其上方每50mm分層填筑砂土路堤填料，每層填筑完成后需將該層砂的頂面整平，每層砂土的控制密度為1.5×103kg/m3。試驗過程中，借助彩砂裝置在每層填土之間鋪設(shè)薄層彩砂，并借助土壓力盒安放輔助裝置(見圖

?患潿喜杉??坎獾懔??采樣速率1Hz。在路堤內(nèi)部等間距布置土壓力盒(見圖4)，其中，土壓力盒布置在樁墻頂部中心處，并在相鄰兩樁墻中心點處沿路堤高度每0.1m放置土壓力盒，從而獲得路堤中豎向應(yīng)力沿路堤高度的分布規(guī)律。輕質(zhì)沉降板放置在路堤底部兩相鄰樁墻中心處(見圖4)，用來測量泡沫表面(即軟土表面)的沉降，而路堤表面的差異沉降通過路堤表層彩砂位置的變化計算獲得。為了保證試驗測量的精度，試驗開始前，對每個土壓力盒采用砂標的方法對其進行標定，土壓力盒與輕質(zhì)沉降板的布置如圖4所示。圖4測量元件布置圖Fig.4Layoutofthemeasuredinstruments2.4試驗方法與過程首先將鋼制樁墻(長、寬、高分別為900，50，400mm)放置在模型槽中，鋼制樁墻的樁間距為250或300mm，然后在樁墻周圍填筑地基軟土。地基軟土填筑完成后，在其上方每50mm分層填筑砂土路堤填料，每層填筑完成后需將該層砂的頂面整平，每層砂土的控制密度為1.5×103kg/m3。試驗過程中，借助彩砂裝置在每層填土之間鋪設(shè)薄層彩砂，并借助土壓力盒安放輔助裝置(見圖5)布置土壓力盒，該輔助裝置由2條互相垂直且可左右前后移動的可活動搭接橫梁和激光投射器組成，激光投射器設(shè)于2條橫梁相交處。將路堤填筑至設(shè)定高度后靜置24h，同時讀取土壓力。2.5試驗工況試驗過程中樁間距s的取值為250，300mm，路堤高度變化范圍為100～600mm，共進行了10組平面土拱效應(yīng)室內(nèi)模型試驗。其中，工況1～6可對比分析樁間距為300mm時路堤高度變化對樁承式路堤中豎向應(yīng)力與沉降分布規(guī)律的影響；同理，工況7～10可分析樁間距為2

【參考文獻】：
期刊論文
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