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基于正交试验方法优化膨胀土地区桩板结构路基设计参数的研究
| 论文题名： | 基于正交试验方法优化膨胀土地区桩板结构路基设计参数的研究 |
| 关键词： | 桩板结构路基;膨胀土;有限元;正交试验;优化设计;高速铁路 |
| 摘要： | 桩板结构路基是高速铁路无碴轨道的一种新的路基结构形式,它由下部钢筋混凝土桩基、路基本体与上部钢筋混凝土承载板组成。它综合了无碴轨道结构与桩基础的各自特点,具有整体性强、稳定性好、沉降变形小、施工方便、维修工作量少等优点。因此,桩板结构路基在国内外铁路公路路基、地基处理中有很大的推广价值。然而,桩板结构路基在国内的技术开发与工程应用才刚刚起步,既没有现成的设计理论和设计方法,也没有成熟的施工工艺和控制措施。到目前为止,桩板结构路基在国内仅在遂渝线、郑西客运专线、京津城际等客运专线工程中得到应用,尚未将其推广到膨胀土路基工程中。 鉴于此,本文将桩板结构路基应用到膨胀土地区铁路路基的处理中。运用正交试验方法,优化了桩板结构路基的设计参数,为桩板结构路基在膨胀土地区的应用提供技术参考。 论文的主要工作和结论如下。 (1)运用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了膨胀土地基中桩板结构路基的有限元模型,分别计算了桩底位于膨胀土层和桩底位于基岩层这两种情况下,桩板结构路基的沉降,分析了桩板结构路基和土体各自沉降的特点,进而针对各自的特点,给出了膨胀土地区桩板结构路基设计的建议,为本文的后续研究和膨胀土地区桩板结构路基的设计提供了依据。 (2)在总结目前国内外对桩板结构路基设计理论研究的基础上,分析了桩板结构路基桩-板结构的结构力学特点以及膨胀土地区桩基的受力特点,从而提出了膨胀土地区桩板结构路基的设计方法；同时,在参考国外无碴轨道设计方法的基础上,根据目前国内设计经验,给出了膨胀土地区桩板结构路基设计的控制指标。 (3)以云桂客运专线 DK631+500～DK632+700段为工程背景,通过运用正交试验设计方法,对桩板结构路基的设计参数设计了多种组合方案。按照所设计的组合方案,计算了正交试验确定的技术指标和经济指标,从而分析了桩板结构路基的各设计参数对技术和经济的影响规律。最后,综合考虑桩板结构路基的技术和经济指标,对桩板结构路基设计参数进行了优化,给出了膨胀土地区桩板结构路基具有技术经济优势的设计参数合理取值范围,分别是跨度:5～8m；板厚:0.6～1.0m；桩径:0.8～1.2m:跨数:3～6跨。 |
| 作者： | 王诗 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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