高速铁路软土复合地基Mindlin解及沉降特性研究

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由于行车速度高需要一个高平顺、高稳定性的基础形式,因此要求路基的工后沉降严格控制在一定范围内,因此控制变形是路基设计的关键所在。现代铁路修筑经验表明,路基沉降变形主要包括列车行驶中对路基面的弹性变形、长期行车引起的基床积累下沉(塑性变形)和路基基体填土及地基的压缩下沉。客运专线常在软土地区设置CFG桩复合地基减小路基沉降,而该类基础的沉降计算方法是工程设计和施工的重要影响因素。论文结合京沪高铁李窑和凤阳试验段试桩试验,针对客运专线软土CFG桩复合地基,结合载荷试验工程实测桩身轴力和桩土应力比,结合Mindlin理论分析计算单桩以及群桩下复合地基加固区和下卧层沉降。通过上述方面的研究,得到如下结论:(1)软土CFG桩复合地基沉降可分为加固区沉降和下卧层沉降两部分。利用复合模量法计算加固区沉降,根据Boussinesq解计算附加应力,面积加权法计算复合地基加固区复合模量,计算方法简便且结果符合实际:对比分析不同计算方法并结合软土CFG桩复合地基荷载作用特点,得出Mindlin理论更适合计算软土CFG桩复合地基单桩及群桩下的下卧层附加应力和沉降。(2)李窑试验段CFG桩复合地基以摩擦受力为主,而凤阳试验段CFG桩复合地基以端承受力为主。原因是桩间土强度高的复合地基桩荷载分担相对较低:桩长较长的复合地基桩荷载分担要多:桩间距越大的复合地基桩荷载分担越低。(3)利用Mindlin理论计算软土CFG桩复合地基单桩、两桩中心和四桩中心的下卧层沉降并对比分析,沉降随桩数的增加而增大,距计算中心越远的桩对计算中心处的沉降影响越小。
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