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高速铁路桩-板、格梁结构复合地基数值模拟分析
| 论文题名： | 高速铁路桩-板、格梁结构复合地基数值模拟分析 |
| 关键词： | 高速铁路;复合地基;桩-板结构;桩-格梁-土工格栅结构;有限元分析 |
| 摘要： | 高速、舒适、安全运送旅客是高速铁路的主要特点，它要求路基必须具备强度高、刚度大、纵向变化均匀、长久稳定以及不易变形等优良性状。针对路基而言，过去多注重于强度设计，并以强度作为轨下系统设计的主要控制因素。 而现在强度已不是难题，一般在达到强度破坏前，就已经出现了过大的不能容许的有害变形。因此，变形问题已经成为高速铁路路基设计所考虑的主要控制因素。 本文以“沈-哈客运专线四平车站进站口路基设计”项目为依托，基于探讨高速铁路地基处理新方法的角度，利用非线性有限元软件MSC.Marc，对桩-板结构复合地基、桩-格梁-土工格栅结构复合地基进行了不同参数组合模型的数值模拟计算。 在计算中，土体按弹塑性本构模型考虑，将轨道板、路堤以及下部地基作为一个系统，其上加组合荷载。根据模拟结果，分析了各个模型的沉降变形规律和应力应变特点，得到了如下一些认识： (1)根据桩-板结构复合地基的有限元数值模拟分析可知，6组横向和8组纵向组合结构模型在沉降变形和应力方面均满足设计要求，稳定性均很好。从经济效益来考虑，选择板厚0.4m、桩径1.0m、横向5根桩、纵向桩间距为7.0m的桩板结构型式最优。 (2)通过分析有限元数值模拟结果可知，桩-格梁-土工格栅复合结构中，铺设3～4层土工格栅时基本能满足设计要求，但由于格梁与土工格栅接触部位应力比较集中，格栅所承受的应力超过了其屈服应力值，存在土工格栅被拉断的可能。因此，此种组合结构的稳定性与桩.板结构相比较差。 (3)通过改变垫层的性质可以发现，提高桩间填土和垫层的强度，可以改善格栅的受力状态，提高结构整体的稳定性，桩-格梁-土工格栅复合结构也是可行的，并且可以减少土工格栅的铺设层数。 |
| 作者： | 马刚雷 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 倪万魁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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