刘正楠
- 作品数：11 被引量：65H指数：5
- 供职机构：长沙理工大学交通运输工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广东省交通厅科技项目国家工程实验室开放基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 花岗岩残积土路基压实控制方法研究被引量：11
- 2016年
- 为掌握花岗岩残积土填料路用性能,提出一种合理的压实控制方法,开展了基本土性、湿法击实及CBR试验,得到了击实花岗岩残积土浸水后干密度衰减规律;提出以工后最大承载力为目标的花岗岩残积土路基压实控制新方法;通过有荷膨胀试验和回弹模量试验,比较按常规压实控制方法与按新方法制备土样的水稳定性。研究结果表明:花岗岩残积土具有一定的膨胀潜势。按照常规压实控制标准制备的土样浸水后,其干密度和承载力显著降低。按照本研究提出的压实控制新方法制备的土样水稳定性更好。压实控制新方法在广佛肇高速公路建设中得以实施,保证了路基压实质量。
- 陈杰刘正楠张锐
- 关键词：花岗岩残积土道路工程压实控制
- 最大承载力状态下全风化花岗岩路基变形特性与控制方法被引量：12
- 2016年
- 为了研究南方湿热条件下全风化花岗岩填筑路基的科学方法,以提高路基在运营期的耐久性与稳定性,对全风化花岗岩进行了湿法重型击实与加州承载比试验。结果表明:承载力最大状态下全风化花岗岩的含水率比最佳含水率更接近天然含水率。为进一步了解其湿胀特性,通过改变初始含水率进行了膨胀率试验,得到了全风化花岗岩在不同初始含水率下的干密度衰变规律;通过改进的固结试验对比分析了全风化花岗岩在最大承载力和最大干密度状态时的变形特性。结果显示:与常规的以最大干密度控制方法相比,全风化花岗岩在最大承载力状态下抗变形能力和稳定性更好。按最大承载力状态铺筑了全风化花岗岩路基试验段并进行了现场回弹模量和压实度检测,结果表明:最大承载力状态下全风化花岗岩路基完全能满足下路床94区的压实要求,为了满足路面对路基回弹模量的要求,基于变形等效原理提出刚度补偿设计方法,以确保全风化花岗岩路基整体刚度与耐久性。
- 刘正楠杨博林才奎张锐刘韡堃
- 关键词：路基工程全风化花岗岩固结试验
- 红层软岩钢管微型桩抗压承载特性试验被引量：2
- 2022年
- 为揭示红层软岩钢管微型桩抗压承载特性,为红层软岩地基加固设计提供参考,选取湖南衡阳强风化粉砂质红层软岩地基,开展了不同长度注浆钢管微型桩原位抗压静载试验,分析了桩体沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律,并与规范计算值进行了比较。在修正微型桩荷载传递函数的基础上,提出了考虑桩顶位移的微型桩抗压承载力预测方法,并通过原位试验结果进行了验证。研究结果表明:钢管微型桩轴力主要分布在桩身中上部,桩侧摩阻力沿桩身呈“三角形”分布;随桩长的增加,抗压承载力非线性增加,桩顶沉降量非线性减小;桩长越短,极限侧摩阻力峰值越大;相较于规范计算值,实测桩端阻力、全桩长范围极限摩阻力均值以及抗压承载力均偏小。采用该方法得到的抗压承载力预测值与原位实测值之间相关性较好,相对误差为0.6%~11.6%。对红层软岩地基进行钢管微型桩加固设计时,建议桩端阻力不计入抗压承载力,按纯摩擦桩进行设计,并对规范中的极限侧摩阻力推荐值折减。
- 罗辉张锐聂如松刘正楠
- 关键词：道路工程红层软岩原位试验微型桩抗压承载力
- 改进的膨胀土侧限膨胀试验研究被引量：16
- 2018年
- 为量测膨胀土在侧限浸水和不同上覆荷载下的竖向膨胀率和侧向膨胀力,通过改进常规侧限膨胀试验装置和方法,确保了施加上覆荷载后试样浸水前初始湿密状态不变,消除了制样产生的初始水平应力,并将侧向膨胀力从总的侧向力中区分出来。采用改进的试验装置和方法,以特定初始湿密状态下的广西百色中等膨胀土为研究对象,分别进行了常规侧限膨胀试验和改进的侧限膨胀平行性试验。试验结果表明:常规侧限膨胀试验中的上覆荷载会改变试样初始湿密状态,测得的竖向膨胀率偏小7%~95%;因制样产生的初始水平应力会使最终侧压力偏小16.1%~43.5%;分级加载和逐级卸载的改进侧限膨胀试验结果具有良好的一致性和可重复性;竖向膨胀率随着上覆荷载逐渐减小,引入相对膨胀率和相对压力,可建立反映极限膨胀状态的幂函数拟合公式;侧向膨胀力与上覆荷载相关并随之增大而逐渐增大,当上覆荷载增至竖向膨胀力时侧向膨胀力达到最大,两者之间可用双曲线较好拟合。研究成果可为膨胀模型的建立以及膨胀土地区支挡结构物设计计算提供参考。
- 张锐张博亚郑健龙刘正楠
- 关键词：膨胀土
- 膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙的作用被引量：21
- 2018年
- 为研究不同上覆荷载作用下的膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙稳定性的影响,在常规固结仪基础上,设计了一种侧向膨胀力试验装置和方法,揭示广西百色膨胀土侧向膨胀力随上覆荷载的变化规律;通过湿热气候长期作用下膨胀土路堤含水率变化的数值模拟,并结合侧向膨胀力试验结果,获得了路堤重力式挡墙静止时墙背侧向膨胀力随时间和深度的变化规律;根据试验间接得到的侧向膨胀力与侧向膨胀率的关系,分析了侧向膨胀力随墙后土体侧向膨胀量的变化及其对挡墙稳定性的影响。研究结果表明:在侧限和无荷条件下膨胀土浸水后仍会产生一定侧向膨胀力;上覆荷载在0~50kPa,侧向膨胀力随其增大而显著增大,且大于相应上覆荷载;上覆荷载大于100kPa后,侧向膨胀力增幅变小并趋于稳定;上覆荷载增至恒体积竖向膨胀力时,侧向膨胀力达到最大;湿热气候长期作用下,膨胀土路堤挡墙墙后土体含水率逐年增加,静止挡墙墙背侧向膨胀力的合力逐渐增大,作用点下移;第5年含水率变化趋于稳定,侧向膨胀力沿墙背分布近似为抛物线规律,其合力为静止土压力的3倍,作用点位于墙背中部;在侧向膨胀力的作用下挡墙会被水平推移2.0cm;若容许墙后膨胀土发生2.6cm的侧向膨胀,可极大减小侧向膨胀力,使挡墙满足规范对其抗滑和抗倾覆稳定系数的要求。
- 张锐刘正楠郑健龙张博亚
- 关键词：道路工程重力式挡墙膨胀土
- 百色饱和膨胀土静止侧压力系数试验被引量：1
- 2018年
- 为了得到饱和膨胀土在不同干密度下的静止侧压力系数,针对以往静止侧压力系数研究中存在的问题,采用改进的试验装置和试验方法,通过调节环刀开合来消除由制样产生的初始水平应力,采用特制护刀避免试样在压缩过程中的有效传力面积减小。对广西百色地区膨胀土分别进行了饱和状态下是否消去初始水平应力、是否改变试样有效传力面积的静止侧压力系数对比试验。研究结果表明,制样产生的初始水平应力会使饱和膨胀土在相同干密度下的静止侧压力系数减小7.3%～19.9%;因压缩造成的有效传力面积减小会使饱和膨胀土在相同干密度下的静止侧压力系数减小2.3%～15.1%;饱和膨胀土静止侧压力系数随干密度的增加而减小;建立了饱和膨胀土K0-ρd曲线的拟合公式,得到了对应于不同荷载下饱和膨胀土的K0系数。
- 张锐张博亚刘正楠
- 关键词：静止侧压力系数干密度
- 考虑墙背倾角的膨胀土挡土墙设计计算方法被引量：1
- 2023年
- 降雨入渗后,膨胀土地区挡土墙不仅受到一般黏性土的土压力作用,还受到增湿产生的膨胀力。膨胀土地区挡土墙设计中,一般将膨胀土视为各向同性材料,采用竖向膨胀力或竖向膨胀力乘以折减系数的方法考虑侧向膨胀力,且只能考虑墙背直立的情况。文中通过改进室内膨胀试验制备方法,借助常规固结仪测定竖向和侧向膨胀力随膨胀变形的变化,并假设各向恒体积膨胀力和无荷膨胀率呈椭圆形分布,提出一种考虑墙背倾角的膨胀土挡土墙设计计算方法。
- 孟雄赵勇唐德力刘正楠
- 关键词：公路膨胀土挡土墙膨胀力
- 全风化花岗岩路基刚度提升方法研究被引量：1
- 2016年
- 为了解决全风化花岗岩路基工后受湿热气候影响而含水率逐渐升高,导致路基整体刚度降低的问题,依托广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路路基修筑工程,开展全风化花岗岩物理性质、击实试验、CBR试验与现场承载板试验,提出了以最大承载力为目标的压实控制方法和路基刚度补偿方法。研究表明,采用以浸水CBR峰值所对应的含水率为最佳含水率进行路基压实控制,并在路基顶面以下铺设22cm厚未筛分碎石,可有效提升路基整体刚度,并保证其长期稳定性。
- 陈杰龙志东张锐刘正楠
- 关键词：公路全风化花岗岩路基回弹模量
- 膨胀土的二维膨胀各向异性试验研究被引量：1
- 2022年
- 为给膨胀土地区结构物设计计算提供关键参数,研制了二维膨胀仪,选取广西百色中膨胀土和湖北枝江弱膨胀土,制备不同干密度状态的试样,分别开展了恒体积膨胀力、单向膨胀和二维膨胀试验,分析和表征了竖向和侧向膨胀的规律,并比较了两向膨胀的差异性;通过扫描电镜观察,分析了产生膨胀各向异性的原因。结果表明:恒体积条件下最终侧向与竖向膨胀力之比,以及单向膨胀条件下最终侧向与竖向膨胀率的比值,均会随压实度发生变化,干密度越大两向膨胀力(或膨胀率)的差异性越大;两向膨胀力随膨胀应变的变化均表现出前期快速衰减、后期缓慢衰减的趋势,可用幂函数表征,但拟合参数不同;在二维膨胀条件下,竖向膨胀会影响侧向膨胀,不同程度竖向膨胀后的侧向膨胀规律同样可用幂函数表征,拟合结果表明竖向膨胀会改变拟合参数导致曲线形态的改变,继而影响侧向膨胀力随侧向应变的衰减幅度。干密度增大致使黏土矿物片状颗粒整体更趋向于水平定向排列,这是造成膨胀各向异性的主要原因。膨胀过程中土颗粒的重分布会导致各向异性不断变化,故难以通过竖向膨胀力预测侧向膨胀力,在进行相关计算时建议实测侧向膨胀规律。
- 张锐龙明旭刘昭京郑健龙刘正楠
- 关键词：道路工程膨胀土各向异性干密度
- 膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响
- 2022年
- 为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算软件,建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值计算方法。依托湖北安猇路实体工程,针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况,通过数值模拟得到降雨7 d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律。根据摩尔-库仑强度理论,对比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变化。研究结果表明:侧向力预测结果与实测结果的相关性系数均大于0.9,修正后的本构模型可用于后续非饱和膨胀土边坡的数值模拟分析;与膨胀各向异性工况相比,膨胀各向同性和不考虑膨胀的工况下侧向应力最大值分别偏小20.8%~38.3%和73.9%~88.3%;膨胀土增湿过程中产生的膨胀压力将导致边坡内的应力重新分布,主应力轴由竖向旋转至侧向;坡脚将先于坡中和坡顶出现局部被动破坏;上部土体将失去坡脚的支撑并承受拉应力,致使破裂面逐步向上延拓,继而出现渐进式破坏。
- 刘正楠张锐刘昭京郑健龙
- 关键词：膨胀土数值模拟边坡稳定性
