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高速铁路陡坡地基路堤桩板墙受力特性监测分析
| 论文题名： | 高速铁路陡坡地基路堤桩板墙受力特性监测分析 |
| 关键词： | 高速铁路;陡坡地基;桩板墙;受力特性;支挡结构 |
| 摘要： | 在抗滑桩基础上发展而来的桩板墙是一种支撑填方路堤或者挖方边坡的新型支挡结构。鉴于锚固段长度及桩身截面积在设计中的灵活性，桩板墙结构提高边坡稳定性的同时在控制侧向变形方面有着优良的工程特性。高速铁路特别是无砟轨道的高速铁路对路基沉降控制要求极高，如何通过控制支挡结构的侧向变形来控制路基沉降是设计方面的一个重要课题。普通铁路或公路桩板墙结构设计主要侧重于满足承载能力极限状态方面的需求，位移控制要求较低。现有研究对桩板结构在使用过程中的变形也未作特别关注，难以满足基于位移控制的桩板墙设计的要求。基于贵广高铁陡坡地基路肩式桩板墙现场监测体系，进行如下工作: (1)根据桩板墙结构受力特性，构建了桩板墙现场应力、变形综合监测体系，该体系由桩板墙土压力监测、桩身位移及桩顶水平位移监测、桩身钢筋计与混凝土应变计组成的弯矩监测、桩前应变及位移监测、桩后填方路基沉降监测系统构成。 (2)结合桩身弯矩数学函数的物理意义，由桩身内部弯矩监测数据计算得到弯矩分布图，推测了边坡潜在滑动面所在位置;通过室内土工试验得到土层力学参数;通过由土压力计测得的墙背应力值拟合曲线积分得到滑面以上桩身剪力与弯矩;基于弹性地基梁理论的悬臂桩法求解锚固段桩身受力工作状态，与桩前土体抗力监测元件的桩前地基土位移监测数据进行比较，得出弹性地基理论计算值在小变形条件下的适用性，同时得出用于后续考虑桩板墙长期侧向变形的模型试验的桩前加载应力水平。 (3)利用桩板墙路堤侧应力与弯矩的积分关系，桩板墙内侧土压力监测值与钢筋计、混凝土应变计监测值的数据相互校验，验证了土压力测试数据的可靠性，总结了桩板墙结构土压应力分布图式;分别利用基于传统土压力理论的规范计算方法与采用微分土条法非线性土压力理论计算得到的土压力计算弯矩剪力与现场实测数据计算与现场土压力值实测值比较，利用测斜管测得的桩板墙侧向变形，寻求长期土压力变化与位移的关系，根据墙底弯矩剪力合理值提出在强侧向变形约束条件下墙背土压力可采用静止土压力理论进行计算。 (4)基于有限元弹塑性计算模型，通过比较完全侧向约束条件和实测桩身位移条件，获取了桩板墙侧向变形引起的路基面沉降数值与分布规律，估算工后侧向变形引起路堤沉降的比值。 |
| 作者： | 张力 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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