原文传递
季节性冻土地区高速铁路路基桩板结构冻胀数值模拟研究
| 论文题名： | 季节性冻土地区高速铁路路基桩板结构冻胀数值模拟研究 |
| 关键词： | 高速铁路;路基工程;桩板结构;冻胀现象;季节性冻土;数值模拟 |
| 摘要： | 随着季节性冻土地区高速铁路的发展，关于冻土地区路基稳定性的研究越来越得到工程界的重视。冻土区对线路工程最大的危害在于其冻胀融沉特性，由于高铁行车密度大，速度快等特点，冻土区土体的冻胀融沉特性将会严重影响路基的平顺性、稳定性和安全性。作为一种新型轨下基础结构形式，桩板结构在控制地基、路基沉降变形方面具有明显的优势。但是在季节性冻土地区地基路基处理中，桩板结构的应用还鲜有实例。鉴于季节性冻土地区桩板结构研究的不成熟，系统地研究桩板结构在冻土冻胀融沉作用下的受力变形特性，对认识并发展季节性冻土地区铁路地基路基处理方法具有非常重要的工程价值。本文以理论分析为基础，重点通过数值模拟手段，系统研究了桩板结构在季节性冻土地区冻胀力作用下的受力变形特性。通过分析研究，得到以下几点主要结论： (1)土体冻胀形成的最主要机理是水分迁移，通过水分迁移使水分不断冻结形成冰透镜体，进而引起体积膨胀。在各因素中，对冻胀量影响较为显著的是土体的水位高低和含水层含水量多少。 (2)结合扣件调低量和高铁规范要求，阐明高铁路基冻胀量的限值是4mm，冻胀量超过4mm之后，对无砟轨道而言就属于有害冻胀。 (3)在土体冻结过程中，若不考虑相变，会使冻深和冻胀量相应增大，导致数值模拟失真，得出不符合实际的数据结果。 (4)根据桩板结构位移及应力随时间的变化关系可知，土体冻胀过程可分为三个阶段:冻胀初始波动阶段、冻胀快速发展阶段和冻胀稳定发展阶段。 (5)冻胀过程中，桩基顶部会承受土体冻胀施加的接触法向冻胀力;在一定深度范围内冻胀会对桩身产生方向向上的切应力。 |
| 作者： | 张树明 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 蒋关鲁 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
