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原文传递深厚软土地区高速铁路桥梁桩基础受力与沉降特性研究

论文题名：	深厚软土地区高速铁路桥梁桩基础受力与沉降特性研究
关键词：	铁路桥梁;桩基础;受力分析;沉降特性;深厚软土
摘要：	针对高速铁路深厚软土、松软土层情况和高速铁路桥梁深长桩基的受力与沉降特性研究，论文依托京沪高速铁路北段DK124、DK152和DK240三个工点8个墩位开展了深厚软土桩基的自动监测技术研究，受力特性研究，桩基沉降的理论计算方法、有限元计算方法研究以及桩基沉降发展过程的预测分析方法研究。主要研究工作与特点表现在以下几个方面: 　　(1)对京沪高速铁路深厚软土桩基沉降数据进行了整理分析，研究了深厚软土桩基的沉降规律和压缩层厚度。在此基础上组建远距离无线传输沉降变形监测网，开展了深厚软土桩基沉降自动监测技术研究，为深厚软土沉降特性研究提供基础性资料。　　(2)根据高速铁路深厚软土、松软土层情况和高速铁路桥梁深长桩基的受力特性测试结果，研究桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力的分布与变化规律。在此基础上，基于前人的桩基承载力与时间经验公式，提出了适合深厚软土桩基承载力时效模型中参数A的建议取值，可以为桩基长期承载力预测提供理论支持。　　(3)通过国内常用规范对京沪高速铁路北段DK124、DK152和DK240三个工点8个桥墩进行了桩基沉降和基底压缩层厚度计算，并与实测结果进行对比，得到了适用于深厚软土桩基沉降和压缩层厚度的推荐计算方法，具有较大的推广价值。　　(4)以土工试验数据和现场测试成果为基础，通过拟合分析得到与土层深度有关的天然状态下软土压缩模量经验公式，进一步运用神经网络建立土层压缩模量与桩基沉降之间的映射关系，对不同土层在不同深度的压缩模量进行反演分析，相关反演结果与经验公式计算值基本一致。说明本文提出的压缩模量计算公式能够较为准确真实地反应软土压缩模量与深度的关系，具有一定的工程应用与推广价值。　　(5)针对京沪线深厚软土进行了一维固结-蠕变试验研究，分析了软土流变特性。引入等粘塑性应变率线的概念，建立了深厚软土一维弹粘塑性模型，在此基础上，通过岩土工程专业有限元软件Plaxis3D Foundation，进行了桩基长期沉降的固结-蠕变耦合有限元分析，得到的桩基沉降量与现场监测位移数值吻合良好，可以认为有限元计算长期沉降的发展规律和趋势是准确的、可靠的，基于非线性弹粘塑性模型的有限元计算方法适合此类桥梁桩基的沉降-荷载-时间曲线的计算和预测。　　(6)结合变形过程指数法与长期沉降预测方法，建立了可考虑荷载效应和蠕变效应的联合预测模型。基于联合预测模型进行了两座特大桥13个典型桥墩桩基础的沉降预测，其拟合曲线与实测曲线吻合度较高，验证了预测方法的正确性和实用性。同时针对沉降曲线拟合参数进行统计分析，提出了对于不同土质类型的参数建议取值范围，相关研究对于缺乏监测数据的软土桩基长期沉降预测有较好的应用价值和工程意义。
作者：	陈福江
专业：	岩土工程
导师：	马建林
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文