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碎石桩与抗滑桩联合加固及非埋式桩板结构加固斜坡软弱地基路堤的数值模拟
| 论文题名： | 碎石桩与抗滑桩联合加固及非埋式桩板结构加固斜坡软弱地基路堤的数值模拟 |
| 关键词： | 斜坡软弱地基;铁路路基;路堤加固;非埋式桩板结构;数值模拟 |
| 摘要： | 斜坡软弱地基路堤需同时考虑其稳定性和变形。碎石桩加固软弱层，并在下坡脚处实施抗滑桩的措施已应用于工程实践，但二者联合加固工作机理尚不明晰。采用三维快速拉格朗日有限差分法，建立无加固措施、碎石桩加固、抗滑桩加固及碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的数值分析模型，研究四种工况土体的水平位移、竖向沉降及抗滑桩桩身内力与变形。结合正交设计方法，研究斜坡软弱层土体重度、黏聚力和内摩擦角对抗滑桩桩身最大弯矩的影响权重。碎石桩、抗滑桩加固斜坡软弱地基分别可以明显约束竖向沉降、水平位移，而碎石桩与抗滑桩联合加固能同时显著削减竖向沉降及水平位移。碎石桩加固斜坡软弱地基，潜在滑动面一定程度上移，抗滑桩桩身内力及变位较无措施时直接进行抗滑桩加固有较大幅度衰减，碎石桩加固斜坡软弱地基后导致土体内摩擦角的变化远大于黏聚力与土体重度变化对抗滑桩桩身最大弯矩的影响。对于碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤，可因地制宜适当减小抗滑桩桩身截面尺寸、配筋率或桩长等，实现抗滑桩设计技术性与经济性最优。 非埋式桩板结构主要用于高速铁路、客运专线铁路路基的竖向控沉与承载，应用于斜坡软弱地基路堤的理论研究尚未深入开展。基于三维快速拉格朗日有限差分法，建立斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤数值计算模型，通过剪切强度折减法，获得路堤稳定安全系数;采用正交试验设计，讨论路堤填土高度、地面斜坡坡率、斜坡软弱层厚度等横断面核心几何设计参数对斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤稳定性影响权重。研究表明:斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤稳定安全系数与地面斜坡坡率、斜坡软弱层厚度、路堤填土高度呈负相关的关系。地面斜坡坡率较之斜坡软弱层厚度、路堤填土高度对桩板结构路堤的稳定性影响更为明显。且随着地面斜坡坡率的增大，斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤的失稳破坏率急剧增大。斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤设计应充分考虑地面斜坡所造成的侧向滑动风险。 |
| 作者： | 梁多伟 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 邱延峻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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