Анализ характеристик деформации насыпи проекта расширения скоростной автомагистрали возле пруда

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 717 (2023) Цитировать эту статью

794 доступа

Подробности о метриках

Устойчивость нового и старого земляного полотна является важнейшей проблемой при расширении проектов на мягких грунтовых основаниях, поскольку нескоординированные деформации могут привести к серьезным инженерным авариям и даже катастрофам. Чтобы обеспечить стабильность проекта расширения скоростной автомагистрали возле пруда на участке Циньбэй, была проведена серия исследований на месте, лабораторных испытаний и численного анализа. Расчет и перемещение площадного мониторинга проводились в период строительства для проверки проанализированных результатов. Установлено, что неравномерность осадки привела к сильной осадке и смещению насыпи; таким образом, на скоростной автомагистрали возникли сетчатые и продольные трещины. На новой набережной также сказался слабый фундамент; поэтому перед возведением расширяющейся части фундамент следует армировать. Учитывая экономичность и эффективность проекта расширения, метод замены был рекомендован для слабого армирования фундамента на основе численного анализа и результатов автомобильных работ на месте. Откачка воды оказала существенное влияние на осадку набережной. Перекачивание воды вызвало просачивание фундамента и увеличило эффективное напряжение почвы, сделав фундамент более консолидированным. Склон пруда необходимо укрепить перед строительством насыпи, поскольку он не был ограничен окружающим грунтом. Поэтому грунт склона не мог обеспечить достаточного пассивного давления на почву и легко скользил.

Рост трафика тесно связан с экономикой1. Развитие системы дорожного движения может стимулировать обмен товарами и создать больше возможностей для трудоустройства. Кроме того, экономический рост может стимулировать инвестиции в транспортное строительство. Скоростная автомагистраль Ланьхай (G75) была введена в эксплуатацию в 2010 году для создания надежного сообщения между северными и южными регионами Китая. С развитием экономической зоны залива Гуанси-Бэйбу2,3 и увеличением связей с другими странами на скоростной автомагистрали Ланьхай4,5 стали часто возникать пробки и дорожные проблемы. Строительство новой скоростной автомагистрали — трудоемкий проект, требующий огромных денег; следовательно, расширение скоростной автомагистрали может быть более целесообразным подходом6,7,8,9. Расширение скоростной автомагистрали позволит эффективно использовать земельные ресурсы, а также сэкономить деньги и время. Например, скоростная автомагистраль Гуанфо была построена в 1997 году и завершена в 1999 году, и этот проект потребовал почти на год меньше по сравнению с его первоначальным строительством.

Обычно расширение скоростной автомагистрали осуществляется тремя способами: комплексное расширение, раздельное расширение и гибридное расширение10. Комплексное расширение можно разделить на одностороннее, двустороннее и внутреннее (табл. 1). При методе внутреннего расширения срединная полоса переносится на полосу движения транспортных средств. Более того, метод внутреннего расширения имеет мало помех и может быть легко построен; однако в этом случае области расширения невелики. Раздельное расширение можно разделить на одностороннее и двустороннее. Гибридный метод расширения сочетает в себе характеристики комплексного и раздельного расширения.

Хотя подход к расширению скоростной автомагистрали является полезным и экономичным, он сталкивается с некоторыми критическими проблемами в периоды проектирования, строительства и эксплуатации. Во время расширения скоростной автомагистрали на первоначальных скоростных автомагистралях обычно возникают длинные трещины, сетчатые трещины и неравномерная осадка из-за слабого покрытия или фундамента11,12,13. Кроме того, несогласованные деформации новых и старых земляных покрытий сильно влияют на расширенные части скоростных автомагистралей14,15,16,17,18. Поскольку старые земляные полотна, как правило, эксплуатируются в течение многих лет, а фундаменты уплотняются и деформируются под собственным весом, а также от транспортных средств и вибрационных нагрузок, фундаменты и старые земляные полотна становятся устойчивыми. Однако при расширении новые конструкции набережных могут нести дополнительные нагрузки и постепенно оседать. Однако новое земляное полотно не может выдержать нагрузки от транспортных средств и вибрацию; следовательно, на границе нового и старого земляного полотна появляются трещины.