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原文传递风积沙及加筋风积沙填筑重载铁路路基的工程特性研究

论文题名：	风积沙及加筋风积沙填筑重载铁路路基的工程特性研究
关键词：	风积沙;加筋风积沙;铁路路基;工程特性;PLAXIS计算
摘要：	内蒙古地区煤炭、矿产资源丰富，但本地区现有公路和铁路远远不能满足煤炭、矿产资源外运的需求，严重制约了当地的经济发展。蒙华铁路作为“十二五”期间重点建设项目，是国家规划建设的“北煤南运”铁路新通道。蒙华铁路建成之后不但可以有效解决内蒙古地区煤炭、矿产资源的运输问题，同时对促进铁路沿线地区的经济发展也有重要意义。　　蒙华铁路MHTJ-2标段路基工程全线穿越毛乌素沙漠，优质筑路材料匮乏，填筑路基所需土、砂石材料等均需远用。为了有效控制工程投资，拟利用沿线丰富的风积沙或加筋风积沙作为填料填筑基床以下部分路基。而风积沙及加筋风积沙路基能否满足重载铁路的要求仍需进一步研究。　　本文进行研究内容及研究成果如下: 　　(1)由蒙华铁路MHTJ-2标段风积沙试样的工程特性试验得知，本标段风积沙为级配不良的细砂，属于C组填料;其主要矿物成分是石英和长石，化学成分主要为SiO2、CaO、Al2O3等;天然状态下干密度介于1.54g/cm3～1.59g/cm3，相对密度在0.45～0.54之间;有机质含量低，呈弱碱性，易溶盐含量很低，为非盐渍土，并具有良好的渗透性;内摩擦角介于33°～40°，粘聚力很小，接近于零。　　(2)从风积沙试样室内击实特性试验可知，本标段风积沙在干燥状态和最优含水率状态下均能达到较大的干密度，其最优含水率为14％，最大干密度为1.79g/cm3;蒙华铁路风积沙路基试验段进行的风积沙路基的压实工艺研究得出，风积沙的虚铺厚度在35cm～45cm之间时，含水率控制在最优含水率附近，先用装载机碾压6遍，然后压路机静压2遍收面，此时压实效果最为理想;风积沙路基在表层10cm范围内压实效果较差，且随时间的延长，压实质量会进一步下降。为了保证表层风积沙的压实效果，在压实完成后应及时洒水，并在一层完成压实作业后及时防护或者进行下一层路基的填筑施工。　　(3)风积沙路基填方段的设计与施工主要包括:风积沙地区地基处理原则与措施、风积沙路堤的分层填筑及土工格栅的铺设、风积沙路堤边坡的空心块护坡和拱形骨架防护等。　　(4)通过有限元计算软件PLAXIS计算风积沙及不同加筋工况下风积沙路堤在轨道和列车荷载下的变形特性和边坡稳定性，得出了如下结论:边坡加筋对路堤变形特性影响不大，但路堤边坡的安全系数能提高6％;通长加筋时路堤最大水平位移较未加筋时减小31％，最大竖向位移减小15％，坡脚水平位移减小37％，路肩竖向位移减小6％，路堤边坡安全系数增加27％;边坡加筋并施加边坡防护时，路堤的沉降变形略有减小，但路堤边坡安全系数却提高了28.5％。风积沙路堤边坡易受外界环境影响而发生破坏，结合本地区工程实际，风积沙路堤边坡宜采取边坡加筋并施加边坡防护的补强措施。
作者：	刘城
专业：	建筑与土木工程
导师：	杨有海;宋小齐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文