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水泥土挤密桩加固既有铁路路基工法优化及仿真分析
| 论文题名： | 水泥土挤密桩加固既有铁路路基工法优化及仿真分析 |
| 关键词： | 水泥土挤密桩;路基加固;工法优化;夯实效果;挤密力;数值分析 |
| 摘要： | 本文以宁启既有线铁路提速改造项目为背景，结合现场路基使用水泥土挤密桩加固路基的工程背景，以粉质粘土为研究对象，研究了挤密桩挤密特性的影响因素，并对工法进行了优化。主要研究内容如下： 首先，通过试验研究了夯锤底部形状对夯实效果的影响。夯锤底部形状考虑了平底、锥形与圆形三种情况，通过布置在夯孔底部和侧部的土压力盒测定了夯锤形状、落距和击实次数与挤密力的关系。通过试验对比可知，竖向挤密力最大的是平底夯锤，侧向挤密力最大的是锥底夯锤。通过试验得到电子微型贯入仪检测压实度的标准后，对不同夯锤作用后土体的压实度进行了检测。结合压实度的检测结果和挤密力的测试结果，提出了适合现场使用的夯锤形状和夯击次数。 其次，以水泥掺量为10％的水泥土为挤密桩材料，建立桩长为0.8m的室内路基加固模型。使用夯土试验优选的锥底锤，在模型箱内模拟现场水泥土挤密桩挤密过程。通过试验可知，该工法对桩周土体密实度的影响范围在1.0D左右，最优夯击次数下，桩周挤密力可以达到300kPa左右，并且随着水泥土强度的增强，桩体对动荷载的承担能力逐渐增强。 最后，利用ABAQUS有限元软件进行模型仿真分析。一方面对不同侧向挤密力、不同桩长下的单桩复合地基承载力进行模拟，通过分析桩长和挤密力与单桩复合地基承载力的关系可知，使用1.5m桩长为较优桩长；另一方面模拟了路基在列车静载作用下不同长短桩的加固效果，通过分析不同布置方案的加固效果可知，钢轨正下方两侧的加固桩对路基的加固效果有重要作用，不可缩短，线路中心及钢轨外侧的加固桩可适当缩短。 本文通过试验及数值模拟的方法，对水泥土挤密桩加固既有路基这一工法中的相关施工工法进行优化，期望对以后的施工起到一定作用。 |
| 作者： | 郑伟 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵秀绍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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