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陡坡地段桩板结构路基受力机理与试验研究
| 论文题名： | 陡坡地段桩板结构路基受力机理与试验研究 |
| 关键词： | 山区高速铁路;陡坡路基;桩板结构;受力机理;数值仿真;模型试验 |
| 摘要： | 近年来，高速铁路在我国得到了跨越式发展，桩板结构在国内外客运专线应用实例也不断涌现。随着山区高等级交通工程的发展，桩板结构在陡坡地段的需求也大大增加。针对山区陡坡路基中可能出现的水平变形超限、工后沉降不满足要求、路基稳定性不足、横向沉降不均匀的难题，采用桩板结构形式不仅能够满足路基对变形的要求，还能充分发挥其承载能力高、适应能力好和横向抗变形能力强的特点。由于桩板结构在山区陡坡路基的应用并不多见，其受力机理及变形特性尚不明确，无论是设计还是施工均缺乏工程实践经验，因此十分有必要对陡坡地段桩板结构路基的受力机理与设计展开研究。 本文通过理论分析、数值仿真、室内模型试验等方法探究了陡坡地段桩板结构结构的受力机理、承载变形性能和长期使用特性，得出的主要研究成果如下: (1)充分调研国内外桩板结构路基研究现状和设计方法，参考门式双排抗滑桩的设计计算理论，将陡坡地段桩板结构简化为平面结构模型，将结构分解成门型受荷段及锚固段两个部分分别进行分析计算，提出了适用于陡坡地段板桩板结构路基的计算理论，分别采用基于结构力学的位移法和基于弹性地基梁法计算结构内力，得出了桩板结构的内力值，对两种计算方法进行对比，得出了两种计算方法的优缺点。 (2)基于有限元分析软件ABAQUS，建立三维空间有限元模型，分析陡坡地段桩板结构路基的内力分布及变形特性。采用罚接触模拟结构中的桩-土作用，分析桩土作用力的分布特性，与理论计算进行对比，验证理论计算的可靠性。此外，对基岩弹性模量、横向桩间距、锚固深度等敏感参数进行了影响性分析，研究陡坡地段桩板结构及路堤的沉降变形与水平位移情况，为今后的结构设计提供一定的理论支撑。 (3)利用室内模型试验探究陡坡地段桩板结构的内力和变形规律，研究桩板结构的破坏特性和长期使用性能。得出结构的内力、变形的分布规律与大小，评价桩板结构耐久性，检验桩板结构路基设计的合理性。 综上，对陡坡地段桩板结构路基的受力机理、变形特性及设计计算做了分析和讨论，提出了一套适用于该结构的计算理论，同时对结构的敏感性参数进行了对比分析，为今后该结构的推广运用提供了参考。 |
| 作者： | 张耀 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 苏谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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