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原文传递桩网结构支承路堤土拱效应研究

论文题名：	桩网结构支承路堤土拱效应研究
关键词：	铁路路基;桩网结构;土拱效应;土动力学
摘要：	土拱效应理论研究尚不能满足工程应用要求，各理论计算方法基于不同假定所得结果相差较大，至今为止尚未形成统一的土拱研究理论。现场试验若想完整研究路堤内部应力分布，从而确定土拱高度、形状等较为困难，数值计算由于本构模型及参数的限制等模拟现场的精确度有待提高。　　本文基于海南东环客运专线和柳南客运专线试验段，结合理论计算、现场试验、数值计算三种方法的优势，对桩网结构支承路堤土拱效应进行研究，主要研究成果如下：⑴Terzaghi法和德国规范计算所得路堤竖向应力分布与数值计算结果更为吻合，随深度的增加，桩间土上部路堤竖向应力先是线性增加，之后曲线减少。⑵Terzaghi法、Low法桩土应力比随路堤填筑高度变化特征及数值与现场试验更为吻合，随路堤填筑高度的增加，桩土应力比近似“S”形增大。⑶不考虑桩间土反力作用时，各理论计算方法所得土工格栅拉力从小到大排列大致为日本细则、本文提出的方法、英国规范、北欧手册、德国规范。地基反力系数越大土工格栅拉力及应变越小，土工格栅刚度越大，土工格栅应变越小、拉力越大。对于中等及低压缩性土地基，不宜采用英国规范、北欧手册、日本细则、德国规范对土工格栅进行受力分析，可采用考虑了地基反力作用的本文提出的方法。⑷本文所建数值模型计算结果与现场试验结果较为吻合，主要表现如下：水泥搅拌桩处理中等压缩性土地基，随路堤填筑高度的增加，桩顶和桩间土应力增加，桩土应力比基本不变；CFG桩处理低压缩性土地基，随路堤填筑高度的增加，桩顶和桩间土应力增加，桩土应力比增加，且计算值与现场试验结果接近。⑸对于中等压缩性土和低压缩性土地基，由柔性桩处理换成刚度或半刚性桩时桩间土应力及沉降减小效果明显，而半刚性桩或刚性桩处理时再增加其刚度桩间土应力及沉降减小效果不明显。⑹路堤中心附近桩顶中心应力小于桩顶边缘应力，桩间土形心位置应力小于两桩桩间土中心位置应力。单桩边缘应力靠近路堤中心方向大于靠近坡脚方向。⑺设桩帽时可减少桩顶应力、桩间土应力、桩土应力比、沉降及土拱高度，但土拱高度与桩净间距的比值增大。加筋垫层模量增加(从50MPa到150MPa)，桩项应力增加，桩间土应力略有减少，桩土应力比增大，对路堤竖向应力分布、土拱高度、沉降影响较小。⑻当路堤高度h<8m时路堤竖向应力随深度变化主要分为线性增加阶段和曲线变化阶段。将两阶段的分界高度定义为土拱高度，则桩径为0.5m，桩间距为1m～2m时，路堤土拱高度为1.4～1.8倍桩净间距，桩间距小时取大值。
作者：	胡润忠
专业：	道路与铁道工程
导师：	蒋关鲁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文