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原文传递柳南客专CFG桩复合地基侧向变形特性研究

论文题名：	柳南客专CFG桩复合地基侧向变形特性研究
关键词：	侧向变形;沉降特性;泊松比;侧向挤出沉降;数值模拟;地基反力
摘要：	路基荷载下地基侧向变形的产生是不可避免的，进而由于侧向变形产生的沉降同样是不能忽视的事实。如何分析侧向变形的发展规律、大小和侧向变形对沉降的影响一直是岩土工程界的难题。本文通过详细调研国内外对地基侧向变形的研究，同时依托柳南客运专线试验段现场观测的沉降与侧向变形，对其进行理论分析和三维数值模拟分析，主要得出以下结论: 　　 (1)在已有饱和土体的侧向变形弹性解基础上，进一步考虑路基边坡坡度和高宽比对地基反力影响下，通过建立统一坐标系，分析得出地基泊松比μ=0.5时，天然均质地基在线性荷载、均布矩形荷载、三角形荷载及梯形荷载下内部各点的侧向变形解析解，并在此基础上进一步推导出泊松比μ＜0.5时，上述荷载下的侧向变形解析解。　　 (2)通过分析柳南客运专线地基沉降变形，发现路基放置较长时间，再加载时，由于中间放置期土体固结作用，土体的有效应力提高，抗剪强度增大，其再加载的前期阶段地基的沉降速率明显减小，当超过一定填筑高度，此时上覆荷载超过地基的结构强度但又未达到土体的抗剪强度时，地基土体的结构性被破坏，表现为地基沉降与侧向变形迅速增大。试验断面12mCFG桩处理深度与8m相比，在其它条件相同或接近的条件下沉降明显减小，减小幅度大约占总沉降的13％左右。　　 (3)通过对柳南客运专线试验段侧向变形与沉降的联合分析得出:土体在前期加载阶段，当填高未超过地基土体超固结特性的临界高度Hnc时，存在一个以排水固结沉降为主的过程，不能简单的看为不排水沉降，最大侧向变形与路基中心沉降斜率平均值为0.02;当填高超过临界高度后，加载阶段的斜率平均值为0.3，存在软弱土层时斜率值要更大可达0.75，其后固结阶段的斜率平均值为0.1左右。　　 (4)根据侧向挤出体积应与侧向挤出引发的沉降体积相等的原理进行分析得出:柳南客运专线试验段的侧向挤出沉降占总沉降的比例在20％～40％之间变化，当地基存在软弱层时比例取大值。通过对加固区分析得到加固区侧向挤出沉降占加固区沉降的比值明显低于下卧层的比值-位于10％～15％之间，CFG桩处理能够有效的约束土体的侧向变形，减小沉降量。　　 (5)通过推导的侧向变形计算方法对典型试验断面进行侧向变形计算，如模量选用标准贯入模量，同时考虑土体超固结特性的临界高度影响，计算值与实测值较接近。　　 (6)通过对典型试验断面进行FLAC3D数值模拟，得到的变形结果与现场的实测数据规律一致，数值模拟侧向挤出占总沉降的比例与实测比例接近，但沉降与侧向变形在数值大小上存在一定差异，说明FLAC3D程序在侧向挤出沉降比例分析和侧向变形规律分析上存在较好的实用价值，但由于模量选取与现场实际模量存在差异，要对结果进行必要的修正。
作者：	兰维维
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：	2013
正文语种：	中文