一种新型路基过渡段结构及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种新型路基过渡段结构，包括：填土、多层筋材和安装面板，所述筋材与所述安装面板连接，所述填土铺设在多层所述筋材之间；所述筋材由单向聚乙烯土工格栅制成；多层所述筋材两两之间的加筋间距H＝0.2m。一种新型路基过渡段结构设计方法，包括：采用三轴仪分析加筋复合土体的破坏形式；通过PLAXIS 2D软件建立有限元计算模型分析所述筋材的变形特性和力学性能；分析加筋间距H与筋材刚度对加筋土性能的影响。本发明专利技术提高了路基对不均匀沉降的容忍能力；且安装方便，易于施工，缩短了工期，降低了成本；当加筋间距H＝0.2m时，加筋材料对加筋土总变形、侧向变形、轴向变形的约束作用非常明显；且降低了对加筋材料刚度的要求。求。求。

A new structure and design method of subgrade transition section

【技术实现步骤摘要】
一种新型路基过渡段结构及设计方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种新型路基过渡段结构及设计方法。

技术介绍

[0002]过渡段是路基与结构物等衔接时需特殊处理的地段；是路基不均匀沉降控制的关键。由于两种结构物刚度不同，会引起轨道竖向刚度的突变。因此，必须在路基和桥梁之间设置一定长度的过渡段，使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路桥间的沉降差。
[0003]传统路基过渡段路基层填土存在以下不足：填土自身因素，其抗压缩变形将随着时间逐渐降低，故经长时间段应用后，该路基层填土将会发生松散现象，承载性能降低，从而导致因车辆行驶而造成其不均匀的过度沉降现象，且传统路基过渡段设置的加筋土的加筋间距过大，使加筋土的侧向变形大，对土体的侧向变形产生的约束作用差。
[0004]因此需要提出一种新型路基过渡段结构及设计方法，已解决上述问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新型路基过渡段结构及设计方法，用于解决现有技术中过渡段路基因车辆行驶而造成其不均匀的过度沉降现象，和传统路基过渡段设置的加筋土的加筋间距过大，使加筋土的侧向变形大，对土体的侧向变形产生的约束作用差的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种新型路基过渡段结构，包括：填土、多层筋材和安装面板，所述筋材与所述安装面板连接，所述填土铺设在多层所述筋材之间；所述筋材由单向聚乙烯土工格栅制成；多层所述筋材两两之间的加筋间距H＝0.2m。
[0008]进一步，所述安装面板设置有通孔和与所述通孔连通的凹槽，所述凹槽的开口方向与所述通孔的开口方向垂直，所述通孔内滑动连接有摩擦板和卡接板，所述摩擦板与所述卡接板之间连接有第一弹性垫，所述卡接板为梯形，所述卡接板靠近所述凹槽设置，所述凹槽内滑动连接有连接板，所述连接板用于连接相邻的所述安装面板，所述连接板设有与所述卡接板配合的空槽和用于连接所述安装面板的卡槽，所述卡接板与所述空槽配合用于使所述连接板与所述安装面板卡紧。
[0009]进一步，所述卡接板与所述通孔间隙配合。
[0010]进一步，所述凹槽内安装有拉紧机构，所述拉紧机构用于拉紧所述筋材，所述拉紧机构包括：
[0011]第一滑板，所述第一滑板滑动连接在所述凹槽内，所述第一滑板上安装有挂钩，所述挂钩用于预安装所述筋材；
[0012]第二滑板，所述第二滑板滑动连接在所述凹槽内，所述第二滑板与所述第一滑板之间连接有第二弹性垫，所述第二滑板为L形。
[0013]本专利技术提供一种新型路基过渡段结构设计方法，包括以下步骤：S1：采用三轴仪分
析加筋复合土体的破坏形式；
[0014]S2：通过PLAXIS 2D软件建立有限元计算模型分析所述筋材的有效影响范围；
[0015]S3：分析加筋间距H与筋材刚度ε对加筋土性能的影响。
[0016]进一步，在步骤S2中，所述筋材的有效影响范围通过以下步骤确定：
[0017]A1：通过以下公式分析平面布筋率δ与拉力状态下土体的极限平衡应力的关系：
[0018][0019]其中，σ1为所述填土的横向应力；σ2为所述填土的顶部应力；ω为被动土压力系数；c为土体粘聚力；δ为平面布筋率；R0为所述筋材的抗拉强度；
[0020]A2：考虑破坏体在所述填土的顶部和横向上力度平衡，通过以下公式分析所述筋材的加筋间距H的实际值：
[0021][0022]其中，s为所述填土的重量；P为所述所述填土的高度；ω2为主动土压力系数。
[0023]进一步，在步骤S3中，加筋间距H与筋材刚度ε对加筋土性能的影响通过以下公式进行确定：
[0024][0025]其中，μ为所述筋材的内应力；ε为筋材刚度；γ为泊松比，取值γ＝0.2；σ1为所述填土的横向应力，σ2为所述填土的顶部应力；H为加筋间距；k、n、m均为无量纲参数；p1为大气压；为土体内摩擦角。
[0026]如上所述，本专利技术的新型路基过渡段结构及设计方法，具有以下有益效果：通过设置小间距的筋材提高了路基对不均匀沉降的容忍能力，对局部软弱地基或者缺陷的跨越能力，以及减缓不均匀沉降；且路基和土工合成材料安装方便，易于施工，大幅度缩短了工期，降低了工程建设成本；另外，土工合成材料对环境影响有限，施工过程不易产生噪音，完全符合环保理念；当多层筋材两两之间的加筋间距H＝0.2m时，加筋材料对加筋土总变形、侧向变形、轴向变形的约束作用非常明显，其中对侧向变形的约束作用最为明显，此时加筋土的侧向变形小并且均匀协调；筋材与填土形成一个复合整体，筋材之间的填土全都受到加筋的约束作用；且降低了对加筋材料刚度的要求，采用较低刚度的加筋材料，其性能依然优于使用较高刚度加筋材料的传统加筋土结构；而单向聚乙烯土工格栅由高分子聚合物经挤出压成薄板再冲规则孔网，然后纵向拉伸而成，这种过程中使高分子成定向线性状态并形成分布均匀、节点强度高的长椭圆形网状整体性结构，拉伸强度和拉伸模量高，且刚度较低，性能较高。
[0027]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0029]图1为本专利技术实施例的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例的安装面板的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例的拉紧机构的安装侧视图；
[0032]图4为本专利技术实施例的拉紧机构的安装正视图；
[0033]图5为本专利技术实施例的连接板的结构示意图。
[0034]附图中标记如下：1、填土；2、筋材；3、安装面板；301、通孔；302、凹槽；303、摩擦板；304、卡接板；305、第一弹性垫；306、连接板；307、空槽；308、卡槽；4、拉紧机构；401、第一滑动；402、第二滑板；403、第二弹性垫。
具体实施方式
[0035]请参阅图1至图5，本专利技术提供一种新型路基过渡段结构，包括：填土1、多层筋材2和安装面板3，所述筋材2与所述安装面板3连接，所述填土1铺设在多层所述筋材2上；所述筋材2由单向聚乙烯土工格栅制成；多层所述筋材2两两之间的加筋间距H＝0.2m。
[0036]上述技术方案的工作原理：如图1，在路桥过渡段结构中，在路基和桥台之间固定安装安装面板3，在安装面板3之间填充填土1，且填土1的高度与安装面板3的高度一致，然后将筋材2铺设在填土1上，再安装第二层的安装面板3并重复以上操作以完成过渡段路基的建设，且多层筋材2两两之间的加筋间距H＝0.2m。
[0037]上述技术方案的有益效果：通过设置小间距的筋材提高了路基对不均匀沉降的容忍能力，对局部软弱地基或者缺陷的跨越能力，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型路基过渡段结构，其特征在于，包括：填土、多层筋材和安装面板，所述筋材与所述安装面板连接，所述填土铺设在多层所述筋材之间；所述筋材由单向聚乙烯土工格栅制成；多层所述筋材两两之间的加筋间距H＝0.2m。2.根据权利要求1所述的一种新型路基过渡段结构，其特征在于：所述安装面板设置有通孔和与所述通孔连通的凹槽，所述凹槽的开口方向与所述通孔的开口方向垂直，所述通孔内滑动连接有摩擦板和卡接板，所述摩擦板与所述卡接板之间连接有第一弹性垫，所述卡接板为梯形，所述卡接板靠近所述凹槽设置，所述凹槽内滑动连接有连接板，所述连接板用于连接相邻的所述安装面板，所述连接板设有与所述卡接板配合的空槽和用于连接所述安装面板的卡槽，所述卡接板与所述空槽配合用于使所述连接板与所述安装面板卡紧。3.根据权利要求2所述的一种新型路基过渡段结构，其特征在于：所述卡接板与所述通孔间隙配合。4.根据权利要求2所述的一种新型路基过渡段结构，其特征在于：所述凹槽内安装有拉紧机构，所述拉紧机构用于拉紧所述筋材，所述拉紧机构包括：第一滑板，所述第一滑板滑动连接在所述凹槽内，所述第一滑板上安装有挂钩，所述挂钩用于预安装所述筋材；第二滑板，所述第二滑板滑动连接在所述凹槽内，所述第二滑板与所述第一滑板之间连接有第二弹性垫，所述第二滑板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小强，海大鹏，郑杰，王承林，项笠，田为，袁顺利，苏国旗，杨浩，王鹏程，郑智能，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：