高速铁路地基沉降分析研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyddvd
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随着我国经济的发展,铁路运输行业的发展快慢也将成为其制约我国经济发展缓慢的重要因素。我国政府也在国家“十一五计划”中明确指出,必须加快我国高速铁路客运专线的建设,逐步建成以北京、上海、广州为中心,连接各省会城市和其他大型城市间高速铁路客运系统,以缓解我国目前的交通状况。在全球经济危机的大环境下,我国铁道部仍于2009年投入了大批资金以加强我国的基础设施建设,尤其是高速铁路的建设。目前已建成郑西线、武广、合武线等一批科技含量较高的高速铁路线,仍有京沪、沪杭甬线、沪昆线等在紧张的施工中。   武广高速铁路的竣工为我国大力开展高速铁路网建设拉开了序幕,为改善我国交通运输行业起到很大的作用。高速铁路是集众多高科技于一体的高新技术产品。随着经济的发展,人们对运输速率与舒适度的追求越来越高,这就为高速铁路产业带来了广阔的发展空间。而我国引进这一技术的时间较短,相应的设计施工经验较少,给设计施工带来了新的挑战。因此,设计施工中相应经验与规律的总结就显得尤为重要。   高速铁路地基工后沉降是个困扰工程设计、施工的难题。如何预测、控制高速铁路地基工后沉降量更是关系到整个工程的成败,也关系到工程质量的好坏。工后沉降量带来的负面效应往往会给工程带来更大的损失和浪费。因此,在工程的设计施工中,工程师往往对设计施工采取了最为保守的设计与施工,以求满足工后的沉降要求。这样一来,就对材料、人力、物力等带来了不必要的浪费。更有甚者是在施工过程中,为了有效的控制高速铁路复合地基工后沉降量,施工中不得不对已建部分不能满足设计要求的部分给予返工,这样对人力、物力带来了更大的浪费。   首先,作者简单的对高速铁路发展的前景与意义给出总结,并确定出本文的研究路线与拟解决问题。其次,对复合地基沉降因素和作用机理进行了分析,并列出对复合地基工后沉降量有影响的因素。本章着重对褥垫层对复合地基工后沉降的作用机理进行研究,并给出适合高速铁路复合地基处理的合适的褥垫层厚度。接着对传统的计算地基沉降的方法进行归纳总结。在这些方法中有些适用于高速铁路复合地基沉降预测,有些并不适用,针对这些方法对高速铁路地基沉降的预测给出自己的见解。并对有些预测方法予以简化,以求在高速铁路预测时达到预期的效果。随后,对本文的依托工程进行了介绍,并对具体的地层情况、地质地貌情况、地基处理情况、地基沉降的监测系统情况给出总结。针对不同的地层情况,武广高速铁路设计了不同的地基处理方式。本文针对不同的地基处理的施工方法给予简单的介绍,并针对施工中常见的问题给出总结。最后,本文分别针对不同的地基处理情况下的沉降曲线给出总结,并选择了试验段用传统计算方法给予预测。但传统的地基沉降量的预测是以一般铁路、建筑或构筑物为主,预测结果表明传统计算方法的预测误差较大。从高铁工后沉降曲线可以看出,单一的曲线预测工后沉降也存在明显的误差。而两种曲线预测的结合对高铁工后沉降的预测效果较好,并针对试验段给出预测,且预测结果与实测量吻合效果较好。根据该预测模型,作者推测50年左右的时间内,该试验段内的最大地基工后沉降量能较好的满足设计要求。该种预测方法能运用到类似工程中,对其设计、施工具有一定的参考与借鉴价值。   高速铁路复合地基沉降量的预测问题是个非常复杂的问题,它不仅关系到在建地区的地质地层情况、地基处理方式、施工质量等,却又不仅仅只与这些因素相关。而我国引进高速铁路技术较晚,诸多理论尚不完善,因此对其规律的总结更是为以后类似工程的设计、施工提供重要的参考依据则显得尤为重要。本文针对高速铁路地基工后沉降曲线进行了曲线拟合,结果发现双曲线与星野曲线的结合对于预测高速铁路地基工后沉降量预测效果较好。但由于时间和作者水平有限的原因,对关系到土的物理参数的传统的计算方法加以改进或借助于计算机模拟技术对高速铁路地基进行沉降量的模拟预测,然后对其预测效果进行评价,这些方法在本论文中没有详尽的运用,这也将成为在本论文的基础上,今后对于高速铁路地基工后沉降量预测作者应努力的方向。
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