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斜向高压旋喷技术加固既有铁路路基及沉降控制研究
| 论文题名： | 斜向高压旋喷技术加固既有铁路路基及沉降控制研究 |
| 关键词： | 高压旋喷;铁路路基;数值模拟;沉降控制 |
| 摘要： | 铁路路基是轨道结构的基础，承受列车和轨道荷载，若其强度和稳定性不满足要求，将影响线路质量、行车速度，增加轨道养护工作量，严重时将危及行车安全。近年来，随着我国经济发展的需要，大轴重、高密度的行车加剧了对铁路路基的破坏，由于铁路路基下沉的后果极其严重，其治理方法必须兼备有效性和时效性。因此本文在前人研究的基础上，提出将斜向高压旋喷技术运用于既有铁路路基加固工程。 本文结合新疆铁路奎北线K339+000~K344+000段路基沉降变形治理研究，遵循提出问题、分析问题、解决问题的研究思路，结合室内试验、现场试验、数值模拟等技术手段，对斜向高压旋喷注浆技术进行了相对缜密的研究。 首先，通过详细的勘察和分析发现，奎北铁路K339+000~K344+000段路基病害主要表现为：桥涵过渡段下沉严重、路肩纵向裂缝较大和路基下沉引起的边坡防护骨架鼓起等。导致路基病害的主要原因为：路基填料不良、路基压实度不足等。 然后，通过高压旋喷注浆试验，分析总结了注浆压力、水灰比、钻头提升速度、钻杆倾斜角度等注浆参数对注浆效果的影响。经研究发现，注浆压力、钻杆入射角度和钻头提升速度对旋喷桩成桩形态影响较大，对桩体强度影响较小，水灰比对成桩形态和强度均影响较大。通过对现场试验进行竖向沉降监测发现，注浆压力越大相应区段的竖向位移也越大。综合各注浆参数对注浆效果的影响，本文建议选取注浆压力为20MPa、水灰比1：1、钻杆提升速度15cm/min、送风压力0.7MPa、钻头入射角度10°~15°。 随后，针对布桩形式与加固效果的影响关系通过 FLAC3D数值模拟研究发现：由于“梅花”形布桩整个桩体周围均为路基土体，并没有可以承受路基顶部荷载的“持力层”，因此，“梅花”形布桩具有局限性，只能满足一定条件下的铁路路基加固；而经“咬合”桩加固后的路基，其竖向应力分布更加均匀、更为广阔，使得路基中的绝大多数土体都起到了承担上部荷载的作用，路基整体性显著提高，使用“咬合”桩进行既有铁路路基的沉降控制是十分有效的，且桩排距为2m即可满足要求。由于路基横断面为梯形，且水泥土固结体为硬层，因此在路基边坡与“咬合”桩相交处的土体因挤压作用会出现小范围的挤出现象，这种情况可通过采取对路基边坡进行适当加固而消除，因此并不影响“咬合”桩的整体加固效果。 最后，结合高压旋喷加固既有铁路路基的技术特点，总结提出了采用斜向高压旋喷技术加固既有铁路路基的施工工艺。 |
| 作者： | 王卓 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 郑静;王旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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