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季冻区SRC桩加固地基的高铁路基沉降及保温研究
| 论文题名： | 季冻区SRC桩加固地基的高铁路基沉降及保温研究 |
| 关键词： | 高速铁路;SRC桩加固地基;路基沉降;铺设保温板;季节性冻土地区 |
| 摘要： | 高铁列车的飞速行驶，要求下方必须有足够坚实的高铁路基提供承载力。高铁路基设计规范规定，有砟轨道路基的工后沉降不得超过50mm,无砟轨道路基的工后沉降不得超过15mm,否则必须进行加固处理。目前，用于加固的桩体普遍采用CFG桩、钢筋混凝土桩，施工方式还停留在钻孔灌注等现场浇筑的形式，不仅工艺复杂而且不好把握成桩质量。而型钢混凝土桩（SRC桩）结合了型钢和混凝土的优良性能，并具备刚度大、可预制的优势，可以大幅提高桩土整体性、减少施工扰动、降低环境污染。另外，在季节性冻土地区，路基土体极易产生冻胀融沉现象，目前多采用铺设保温板的方式进行防治，但具体铺设参数并没有一个定量标准。 通过采用理论分析和数值模拟的方法，对高铁路基进行水-热-力三场耦合分析。研究结果表明:在路基内部水分存在补给的情况下，路基填筑完毕时的竖向固结沉降最大值为66mm;第一年的冻胀位移为7.26mm,融沉位移为9.84mm;第二年的冻胀位移为9.46mm,融沉位移为11.26mm,说明在降雨条件下路基内部含水量有所增加，导致路基在冻融循环作用下产生了更大的位移。 提出利用型钢混凝土桩对沉降位移超出设计规范的路段进行加固，并分析桩体设计参数的改变对路基沉降的影响。模拟结果表明:路基沉降值随着桩身尺寸、桩间距以及桩体材料的变化而变化，桩长对沉降位移的影响取决于下部持力层承载力的大小;桩径和桩间距均会因为改变桩土的整体刚度而改变沉降位移，但桩径对路基沉降的影响程度小于桩间距对路基沉降的影响程度;由于型钢和混凝土弹性模量的差异，使得混凝土材料的变化对路基沉降的变化几乎无影响。 此外，对发生冻胀融沉的路段铺设保温板，并探讨了保温板的最佳铺设参数。模拟结果表明:铺设PU板、EPS板和XPS板的路基，温度场分布云图几乎一致，结合材料的整体强度、密闭性和经济性，最终选择使用XPS保温板。就所研究的路基而言，在深为100mm处沿平行于路基表面方向埋置厚为100mm的XPS保温板并顺延至基床底层底部，保温隔热效果最佳。 |
| 作者： | 王一博 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王连广;陈百玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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