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帮宽对高铁桩承式路堤的影响及异常变形分析治理研究
| 论文题名： | 帮宽对高铁桩承式路堤的影响及异常变形分析治理研究 |
| 关键词： | 高速铁路;桩承式路堤;路基帮宽;变形机理;应力分布 |
| 摘要： | 桩承式加筋路堤结构能够保证桩土共同承担荷载，充分发挥桩间土承载力，有效控制路基工后沉降和差异沉降，加快施工缩短工期，节省工程造价，充分适用于软土地基修建高速铁路路基用以铺设无砟轨道线路。铁路路基帮宽会引起原路基附加变形，变形过大将影响线路的正常使用。未来桩承式加筋路堤和铁路路基帮宽工程将拥有广阔的应用前景，对帮填工程的影响研究以及对异常变形分析治理的探讨将具有更深远的理论和实际意义。本文以巢湖东站的桩承式加筋路堤帮宽工程为研究对象，主要研究内容和研究成果包括: 1.采用Plaxis3D有限元软件建立桩承式加筋路堤结构三维分析模型。选择嵌入桩模型并建立与之匹配的桩帽和土工格栅模型以充分模拟桩承式加筋路堤的荷载传递机理。并采用与实际工程相一致的施工顺序与施工工期以准确模拟不同阶段的变形和受力特征。最后，通过计算结果与文献中实测结果的对比分析，验证了建模方法的准确性。 2.采用验证准确的建模方法对巢湖东站桩承式加筋路堤在填筑阶段的变形和受力性状、土拱效应的发挥过程、桩-土-格栅的相互作用进行了探讨。土工格栅拉力整体偏小，不成为工程控制因素。2.2m桩间距下土拱效应高度约1.7m。巢湖东站桩承式加筋路堤的路基土体荷载超过90％由桩基础承担，桩土应力比在10倍左右，在设计上偏保守。 3.对削坡工程和帮填工程进行了施工模拟，采用阶段变形的方式进行描述和分析施工的影响。发现削坡对路基变形的影响较小而不对称的施工过程对变形的对称性影响较弱。土工格栅受帮填影响较小，而帮填施工后，路肩范围内桩基承担荷载增大至相近水平，帮填荷载直接作用区域内的桩基础荷载增幅最大。桩顶侧向变形受到的影响较小，而桩顶弯矩均有所减小。 4.对三种可能引起巢湖东站异常变形的工况建模计算，得出每种工况变形发展规律。桩端持力土层分布不均匀时，其变形规律在两个方向上与实测资料均吻合较好，并通过对该工况的进一步分析，指出桩端持力土层分布不均使路基左右两侧桩基础承载机理差异引起差异沉降，进而引起侧向变形的异常。 5.明确了异常变形机理后，提出了两种不同的处治措施。并结合有限元分析，给出了每种处治措施下的变形治理效果。采用端承型桩处治比摩擦型桩处治的效果更好，在其他影响因素相近的情况下应尽可能使桩端进入持力层，以更好的控制路基的变形。 |
| 作者： | 王一楠 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 边学成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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