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原文传递既有线帮宽增建高速铁路路基变形控制技术研究

论文题名：	既有线帮宽增建高速铁路路基变形控制技术研究
关键词：	既有城际铁路;路基帮宽;变形控制;现场监测;有限元分析
摘要：	既有路基帮宽为改建工程的常见形式，其中，依据土体工程地质特征确定地基处理方案，结合工程实际选择合理的填筑方式，对既有-帮宽路基结合部采取相应处治措施使其良好的衔接，严格控制路基的压实质量，均可以减小增建路基填筑施工对既有路基的扰动，保障既有线路的安全运营。　　本文依托新建中卫至兰州铁路接入中川城际铁路时既有线路基帮宽增建高速铁路路基工程，通过现场调查、室内外试验、现场监测和有限元数值模拟，研究既有路基帮宽填筑压实控制技术，揭示不同填筑方式对既有-帮宽路基变形的影响规律，监测并分析施工过程中新旧路基的变形特性，提出减小帮宽填筑施工对既有路基影响的相关建议，保障既有线路的安全运营和增建路基的顺利建设。主要研究内容及工作成果如下：　　（1）从自然地理、地层土体、不良地质、特殊岩土、水文地质等方面分析工点周边的工程地质特征，结果表明：地基土体基本承载力较低，硬壳厚度较小，软弱层厚度较大，天然含水率较高，故而选用高压旋喷桩进行地基处理，并通过现场试验得出高压旋喷桩桩身完整、均匀，单桩复合地基承载力均大于设计要求。　　（2）研究既有路基帮宽填筑工程的压实控制技术，并采用室内外试验得出新旧路基的相关参数，分析表明：帮宽段既有路基均处于非饱和状态，故而在填筑施工时，既有路基开挖台阶并晾晒后可直接进行填筑；增建路基各层的地基系数K30、动态变形模量Evd、压实系数均满足压实标准，路基压实质量良好。　　（3）采用ABAQUS数值模拟软件构建既有路基帮宽工程的有限元模型，研究对称和不对称填筑时，在不同路基高度、宽度工况下既有路基的附加变形规律。结果表明：随着路基高度或宽度的增大，在两种填筑方式下填筑完成后，既有路基顶面的附加变形均增大，但不对称填筑时的变形明显大于对称填筑，说明采用对称填筑可以减小施工对既有路基的扰动，故而在实际工程中两侧路基均需帮宽填筑时，宜选用对称填筑方式。　　（4）在既有路基道砟坡脚和增建路基中心位置分别布设结构沉降监测物位计和沉降板，对增建路基填筑施工过程中新旧路基的沉降变形进行监测，并将监测数据与有限元计算结果对比分析。结果表明：在选用高压旋喷桩进行地基处理、路基填筑方式为对称填筑、既有-帮宽路基结合部采用台阶开挖和加铺土工格栅的措施下，既有路基附加沉降未达到通报、预警和报警值，增建路基沉降未发生突变；有限元模型的计算可以较好的反应现场实际情况。通过上述研究保障既有中川城际铁路的安全运营和路基帮宽工程的顺利建设，验证本文依托工程所采用的既有-帮宽路基变形控制措施的合理性，揭示既有铁路路基帮宽填筑施工过程中新旧路基的变形规律。
作者：	石旭东
专业：	交通运输工程
导师：	杨有海;华永利
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022