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高速铁路刚性桩桩网复合地基沉降特性研究
| 论文题名： | 高速铁路刚性桩桩网复合地基沉降特性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;复合地基;刚性桩;荷载传递;沉降特性 |
| 摘要： | 刚性桩桩网复合地基作为一种有效的沉降控制地基处理手段，目前已在软土地区高速铁路路基建设中取得广泛应用，并取得了良好的工程效益。然而其沉降变形理论还缺乏深入的研究，理论研究落后于工程实践。本文通过室内模型试验，现场试验和数值分析的手段，对刚性桩桩网复合地基荷载传递机理和沉降特性进行研究。 本文首先针对高速铁路路堤荷载下刚性桩桩网复合地基的受力变形特性、荷载传递规律进行分析，对现有规范的沉降计算方法进行了总结。在调研复合地基室内模型试验经验基础上，采用量纲分析法推导刚性桩复合地基模型试验的相似常数，设计并选取了四组具有可比性的模型试验对刚性桩复合地基沉降进行研究，得到了加固前后软基极限承载力、复合地基荷载—沉降和荷载—桩土应力的关系曲线，揭示了桩底下刺量随桩长和下卧层模量变化的规律。 基于室内模型试验，采用ABAQUS软件建立弹塑性三维模型，与室内试验结果进行对比，确定了桩土摩擦参数的取值范围。数值模拟结果表明，在桩底2倍桩径的范围内，桩底土压力和桩间土土压力差异很大，附加应力呈近似W的形状。而超过这个范围内，附加应力衰减的很快，在桩底以下5倍桩径的位置，附加应力已经近似于匀布荷载分布。 选取高速铁路客专刚性桩（预应力混凝土管桩）+桩帽+土工格栅垫层的复合地基加固典型现场断面形式，现场埋设传感器，对试验工点地基面沉降、地基土分层沉降、桩土应力进行测试。现场测试结果表明，在路堤填筑和堆载预压阶段，随着荷载的增加，地基沉降变形不断增加。在恒载期，测试表明下卧层的压缩量增量远大于加固区范围内的压缩增量，预压五个月以后地基沉降发展趋于收敛。利用现有沉降计算方法对监测断面进行沉降理论计算，针对试验断面对不同的沉降计算方法的适用性进行分析。 基于有限元分析软件PLAXIS，建立渗流固结路堤断面模型，对路堤分层填筑施工过程和一年预压期内复合沉降变形以及桩土应力随时间的变化进行模拟分析。结果表明沉降变形发展趋势与实测数据基本一致，数值模型能够很好的模拟刚性桩地基沉降变形随时间的变化规律。对不同桩间距复合地基模型进行了数值模拟，结果表明取6倍桩径的桩间距较为经济合理。 |
| 作者： | 尧俊凯 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 苏谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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