铁路快速客运专线软土地区桩承加筋路堤特性研究

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铁路客运专线路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好,在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在要求的标准范围之内。因此,客运专线路基的设计要求在许多方面深化和改变传统的设计思路。 我国现在已经或正在软土特别是深厚软土层进行客运专线的建设,鉴于高速客运通道建设的紧迫性和荷载的特殊性,有必要对铁路客运专线深层软土路堤中桩-网法的应用进行系统深入的研究,特别是在列车动荷载作用下土体-土工格栅-桩这一相互作用的复杂系统的响应特性和变形进行理论和试验研究。 本文通过理论分析、试验研究以及数值分析等对桩承加筋路堤的作用效果及该路堤结构形式下路堤设计参数的影响等进行了分析研究。研究认为: (1)路基顶面的最大沉降及最大差异沉降值均小于桩顶面所产生的值,桩间土的沉降明显地大于桩的位移,路堤最大沉降发生在路基顶面以下和路堤的底部位置,路堤底部的沉降从路堤坡脚往路堤中心处逐渐增加,而且路堤顶面的沉降也是从路肩往路中心线递增; (2)土工加筋垫层的存在,起到了应力扩散的作用,减小了路堤产生的沉降,沉降产生的主要原因是因为桩间土的变形和桩的压缩; (3)土工织物上部和下部的垂直应力分布从路堤坡脚至路堤中心线逐渐增加,桩土应力比值先增大后减小,说明使用桩网复合地基后,桩体和桩间土的应力增长是相互协调发展的; (4)桩承加筋复合路堤中,加载期间桩土沉降差随时间的增长而逐渐增长,荷载逐渐从桩间土向桩顶转移,网的作用也逐渐发挥,最终桩土沉降差趋于定值; (5)桩体弹性模量、软土弹性模量的增加,不仅能减小路基顶面和桩顶面的总沉降,而且对减小路基项面和桩顶面的差异沉降值以及桩与桩之间的差异沉降值也很明显,同时减少了土工织物所产生的拉力,土工织物拉伸刚度的增加,可以减小路基顶面和桩顶面的最大沉降值和最大差异沉降值; (6)桩净间距的增加,会增加路基顶面和桩顶面的总沉降和差异沉降,使用土工织物,可以减小桩顶面的最大沉降值和最大差异沉降值; (7)加入土工织物能够有效地减小路堤顶面的总沉降,但是,铺设多层和只铺一层的效果差不多。
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