详情

原文传递高速铁路无砟轨道软弱地基变形止沉及补偿研究

论文题名：	高速铁路无砟轨道软弱地基变形止沉及补偿研究
关键词：	高速铁路;无砟轨道;软弱地基;注浆抬升;沉降变形;补偿装置
摘要：	近年来，为适应我国高铁建设发展，交通运输部组织并开展了高速铁路无砟轨道试验段的原位试验及相关研究。无砟轨道板自身调整能力由于外界因素而被限制约束，对地基沉降敏感度很高。一般情况下，经调整扣件的无砟轨道板能够使得轨道的工后部分变形得到部分补偿。因此，有关国内外的规范对高速铁路无砟轨道的路基工后沉降要求颇为严格。在国内，关于已经规划好的高速铁路客运网络区域以及正在运行的高铁客运线路，有超过三分之一高铁线路处于东部的沿海以及沿江区域，且这一部分区域的地质特征主要是软土地基分布广泛。如果仅仅按照一般的规范标准以及施工方法在软弱地基上修建高速铁路无砟轨道，而不采取相应的改进措施，其工后沉降控制难度必定很大。且高铁天窗时间相对比较短，从而使得其线路养护维修难度增加以及导致更多的工作量。　　在国内外，处理与解决高速铁路无砟轨道软弱地基沉降问题时，一般是通过碎石桩、粉煤灰碎石桩、砂桩、桩网或桩、板等刚性桩方式来加固处理，也有部分采用碎石桩、粉煤灰碎石桩、砂桩等复合地基的处理方式，这些加固方法对施工工艺要求严格，造价高，工期长，且对周围基础影响较大。结合设计、施工及工后养护全过程，寻找一种快速而又简单，成本低廉，使高速铁路无砟轨道软弱地基沉降局部变形得到止沉及补偿的施工工艺有着迫切的市场需求，这种结合设计、施工及工后养护全过程预置沉降控制的软弱地基加固与补偿的施工工艺思维方式，对我国高速铁路无砟轨道现代化建设有着极高的现实意义。　　文章提出结合设计、施工及工后养护全过程，预置软弱地基加固与补偿装置的沉降控制施工工艺。并以武广高速铁路为工程背景，选择武汉至咸宁红粘土软弱地段为研究对象进行了相关研究。　　文中阐述了预置软弱地基加固与补偿装置的沉降控制施工工艺，注浆抬升在加固地基中的机理以及相关理论；进行了对高速铁路无砟轨道软弱地基在注浆抬升中的ANSYS模拟；结合武广高速铁路武汉至咸宁段红粘土软弱地基工程，引入注浆抬升技术，通过注浆前后地基沉降理论计算值与 ANSYS计算值比较，分析了桩间距对地基沉降的影响；根据注浆抬升在高速铁路中的应用成果，提出了高速铁路预置软弱地基沉降控制装置进行沉降补偿的变形规律及设计方法。并得出如下结论：　　（1）预置软弱地基加固与补偿装置的沉降控制施工工艺，是在设计中考虑工程养护的思维方式，该工艺快速简单，成本低廉，效果明显，能使高速铁路无砟轨道软弱地基沉降局部变形得到及时止沉及补偿。　　（2）沉降控制施工控制中，加固土层发生抬升的注浆力仅与浆泡半径Ru、土体的重度γ、注浆管的长度H这三个因素有关。并且注浆管的长度H对注浆压力pu的影响是最大的，而注浆压力pu与土体粘聚力c没有关系。　　（3）在沉降控制施工工艺与注浆抬升中，存在一个临界深度 H0。当土体的深度大于H0时，土体不会发生抬升作用，只有当土体的深度小于或等于 H0时才可以抬升；根据试验与计算比较，在注浆过程中，注浆有效系数为ξ=12％。　　（4）沉降控制设计中，从试验及研究以及从经济角度来看，选择桩间距为4.0m以及液扩散半径0.4m工况来设计施工。
作者：	谭细明
专业：	道路与铁道工程
导师：	邱红胜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文