高速铁路软土路基关键技术试验研究

探讨了在软土路基地段修建高速铁路的关键技术,包括软土地基基本特性、综合勘察模式及物理力学参数选取方法,软土地基处理施工工艺及质量检验方法,沉降估算分析方法及工后沉降控制效果,路基填料工程特性、改良方案、填筑压实工艺及动力特性,桥路过渡段填筑工艺及实际过渡效果等.详细介绍了代表性工点勘察、设计、施工及质量控制各环节试验的研究结论.为软土地区修建高速铁路的设计与施工提供参考.     

京津城际路基试验段内软黏土剑桥模型参数优化

研究目的:京津城际铁路在天津段内广泛分布软土,其成因类型主要为冲积、海积,局部为湖沼堆积;岩性为各类黏性土、粉土、砂类土等,夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土.上述土体含水量、孔隙比较大,所以在路堤荷载及列车荷载作用下的沉降变形较大.为满足无砟轨道路基工后沉降的要求,设立路基试验段进行工后沉降的专项研究,为数值模拟计算提供依据.研究结论:剑桥模型属于等向硬化的弹塑性模型,适用于京津城际路基试验段内软土,模型考虑了材料的静水压力屈服特性、压硬性、剪缩性以及加卸载的影响;模型的试验参数测定方法简单,易于应用推广;选取修正剑桥模型作为本构模型较为科学合理.从三轴试验(加荷、卸荷)中得到试验曲线,为剑桥模型提供了必要的参数,为数值模拟计算提供了依据.通过改造三轴仪进行固结试验,并与普通三轴试验数据进行综合分析提高了试验精确度,实现了模型参数的优化,为剑桥模型在高速铁路路基工后沉降计算方面的研究提供了一种可靠的参数.     

高速铁路软基处理前后指标分析和参数反演

研究目的:目前沉降计算方法和参数都是建立在软土未经过处理基础上的,经过处理后这些方法和参数是否仍然适用,对于加固前后地基土性质的变化,很少有相关的研究。另外,通过土工试验得到的计算参数,受到试样扰动等影响,参数往往不准确,因此利用现场的实测数据对相关的参数进行反演,具有重要的工程意义。本文通过高速铁路软土地基的现场试验,对粉喷桩、浆喷桩的压缩模量与无侧限抗压强度的比值,排水固结法的固结系数、压缩模量进行反演,并对地基处理前后的物理力学指标变化进行分析。研究结论:(1)搅拌桩桩体模量可以取为无侧限抗压强度的40-50倍;排水固结法处理地基的淤泥质粉质黏土层,根据实测沉降推算的固结系数为室内土工试验的2.37倍;由静力触探得到的压缩模量大多比现场实测推算的小,室内土工试验大多比推算值大;(2)真空预压处理地基对压缩模量的提高最大,提高了1.99倍,搅拌桩处理对压缩模量提高最小,仅提高了34%左右;(3)软土地层经过加固处理后,软土由高压缩性土变化为中等压缩性土,经过各种方法加固处理后,软土的含水率下降,但其饱和度基本不变,仍然为饱和土,可以采用现行的软土沉降计算方法进行计算;(4)该研究成果可为地基处理相关指标和参数提供参考。     

深厚软土地区桥台稳定性设计探讨

沿海铁路跨越浙江、福建滨海海积平原和大量海洋滩涂地区,淤泥和软土层最深处达40余m,物理力学性质较差。以飞云江特大桥福州台为例,对深厚软土地基桥台的附加水平力、稳定性进行了详细分析,提出了深厚软土地基桥台稳定性的控制措施,为施工图设计提供技术支持。     

雅万高铁动车段软土物理力学特征

印度尼西亚万隆地区的软土由湖积火山灰形成。为了查明该软土对雅加达至万隆高速铁路(雅万高铁)动车段路堤工程的影响,采用现场调查、地质钻探、原位及室内试验等综合勘探手段,研究了软土的分布及物理力学特征。研究发现:该软土为黏土矿物构成的结构性土,具有含水率高、密度小、孔隙比大、液限高、有机质含量高、竖向分层显著等特点; 60 m深范围内均为中-高压缩性土,其中5～19 m、26～42 m深度处物理力学指标较差;液性指数、压缩模量、内聚力和内摩擦角与标贯击数之间具有明显的线性相关性,天然密度与含水率之间具有明显的幂函数关系;雨季期间土体强度较旱季明显弱化。     

东南沿海地区软土强度特性的探析

强度指标是土的主要力学性质之一,是土体抵抗剪切破坏的极限能力,也是路堤设计的重要参数之一.通过对温福铁路浙江段海积软土多种室内试验数据及现场原位测试结果的综合分析,提出了东南沿海地区合理的强度计算方法和软土强度指标.     

深厚软土区桥梁基桩水平静载试验与m取值分析

我国沿海地区广泛分布深厚软土,其软土地基水平抗力系数的比例系数m值的合理取值直接影响桩基设计的经济性和桥梁等上部结构的安全性。为了解决软土m值取值的合理性问题,采用单向多循环加载法和慢速维持荷载法分别对深厚软土地区4根单桩进行水平静荷载试验,开展单桩的水平承载变形特性和m值取值研究。研究结果表明：相比于单向多循环加载法,慢速维持荷载法呈现的弹塑性分界点(拐点)更明显,对应的水平位移大,获得的淤泥质黏土m值小。桩在地面处位移超过6.5 mm(慢速维持荷载法)和5 mm(单向多循环加载法)时,桩侧淤泥质黏土进入弹塑性阶段。单桩水平临界荷载和极限水平承载力分别为189 kN和253 kN。淤泥质黏土的m值随水平位移的增大而呈幂函数衰减。在同一荷载等级下,m值随循环次数增加呈线性衰减,相比第1次循环,第5次循环m值的折减系数均值为0.84,荷载条件对循环折减系数影响有限。试验获得淤泥质黏土层m值的标准值为6 226 kN/m⁴,大于铁路和公路规范中m值的上限值,为下限值的2.08倍。研究提出了宁波淤泥质黏土及与其物理状态和力学指标相近的软土m取值建议。研究成果可为m的合理...     

基于软土常规物理参数的压缩模量预测研究

为建立软土常规物理参数与压缩模量之间的模糊数学关系并对土体压缩模量进行预测,以27个钻孔中90件高质量淤泥及淤泥质土试样的土常规物理参数及压缩模量数据作为研究的数据源,基于MLP和RBF神经网络分别以tanh、sigmoid和标准径向基函数、一般径向基函数为激发函数建立不同的"软土物理参数—压缩模量"神经网络预测模型。结果显示,通过优选可以得到对于Es_(1-2)预测值和Es_(2-4)预测值的MRE分别在5%左右和11%以下、RMSE分别在6%左右和14%以下预测模型。结论表明,在一定误差的允许范围内,基于神经网络可以依靠软土的常规物理参数对压缩模量进行预测。     

广州软土的力学特性及相关性分析

通过对广州5个地区20个工点的软土物理力学指标进行统计分析,总结广州软土的力学特性,并进行相关性分析。结果表明,广州软土具有四高三低的特点。软基处理中需注意其结构性、沉降大和蠕变性强所带来的危害。孔隙比、压缩系数、变形模量以及压缩指数的变异系数较大,进行工程计算时应根据指标的变化情况,将场地分块细化,分别取值计算,以提高计算精度。建立了物理力学指标间的经验确定方程。该成果可为该区软土物理力学指标间的相互估算做参考,也可为相关规范的修订提供依据。     

袋装砂井法在邯黄线软土地基处理中的应用

结合邯黄线某段路基的工程地质条件,采用地质调绘、钻探、触探、原位测试、室内岩土试验等综合勘探方法,对软土路基的物理力学指标进行统计分析。结合铁路工程中滨海地区处理软土的经验,通过比选多种地基处理方法,选择了袋装砂井堆载预压排水固结法加固软土路基。该方法符合实际且可行,对类似工程的勘察和设计工作具有借鉴作用。     

淤泥质黏土地基注浆加固效果的研究

注浆是软土地区地基处理常用的方法之一,以上海某铁路软土地基注浆加固工程为依托,针对其第四层淤泥质黏土,就不同浆液含量及水灰比下注浆土的力学和水理特性进行了室内试验研究,并通过数值模拟分析了不同浆液含量及水灰比下注浆土对地基注浆加固的效果,得出淤泥质黏土注浆时浆液含量及水灰比的合理范围,可为类似工程实践提供参考、借鉴。     

天津深基坑土层物理力学指标回归分析

地铁基坑支护设计涉及的岩土参数众多,受场地条件、试验条件的限制,有些岩土参数不易获得,岩土参数的选取是一大难题。天津地区属于海积-冲积滨海平原,地层沉积规律性强,土层具有一定的分布特征。收集大量天津地铁车站的土工试验数据,根据岩土参数统计方法对各土层物理力学指标的空间变异性进行统计分析,运用更专业、更准确的统计分析软件SPSS研究土体物理力学指标的相关性,并获取了土体抗剪强度指标与孔隙比、含水量、液性指数、质量密度之间一元及多元回归方程,以及基床系数与压缩系数、静止侧压力系数与液性指数之间的回归方程式。     

淤泥质土封闭作用下侧压力试验研究

天然软土上覆的硬壳层对其下的软土具有封闭作用,会改变其下软土层侧压力分布及传递规律。为探究封闭作用下淤泥质土侧向土压力特性,通过模拟3种不同工况的室内试验,研究含水率、加载方式、硬壳层完整性对侧压力竖向分布规律,侧压力系数及横向传递特性的影响。试验结果表明:侧向土压力沿深度呈上段抛物线、下段近似直线的半抛物线形分布,其半抛物线趋势受含水率、荷载等级的影响;侧压力系数在一定范围内随深度增加,之后趋于稳定,受含水率影响不大。该结果证明,封闭状态下淤泥质土侧向受荷性能具有类似流体的性质,从工程安全角度考虑,设计时可将封闭状态下淤泥质土侧压力系数取为1。同时,硬壳层完整性对淤泥土中应力传递具有一定影响。     

重力式水泥土墙在连云港地区海相沉积土基坑支护中的应用

为研究重力式水泥土墙在连云港地区海相沉积土基坑支护中的应用可行性,结合连云港市中华西路西延新建工程基坑支护设计案例,分析重力式水泥土墙在连云港地区海相沉积土基坑支护中的应用。在此基础上重点研究坑内地基处理和不同土层力学指标选取对基坑稳定性的影响。研究结果表明:重力式水泥土墙应用在连云港地区海相软土基坑支护中是可行的,同时基坑稳定性分析计算时可考虑坑内地基处理对基坑稳定性的有利影响,基坑工程设计中淤泥、淤泥质黏土应采用三轴不固结不排水抗剪强度指标,若采用直接剪切强度指标,需对基坑抗滑移系数、整体稳定安全系数容许值放大1.50倍。     

粉细砂地层柱洞法下穿市政道路中跨扣拱工序优化研究

对深孔注浆地层固结体物理力学参数进行直剪试验及三轴试验等室内试验,得到固结体的各物理力学指标,且认为三轴试验所得各指标更为真实、可靠。在此基础上,对粉细砂地层浅埋暗挖车站柱洞法中跨扣拱工序进行了数值模拟,对比分析了地表沉降和结构应力特征,提出了合理施工工序建议。研究结果为石家庄地铁平安大街站提供了技术支持,也可供类似工程参考。     

黔张常铁路龙凤盆地软土成因及工程性状分析

详细分析了黔江—张家界—常德铁路途经的龙凤盆地酉水河第四级阶地上软土成因,通过钻探、取样试验与静力触探相结合的方式,获得了场区软土的物理力学性质及工程特征指标。并提出了黔张常铁路通过时的工程处理方法,对工程实践具有指导意义。     

合肥二级阶地黏土层物理力学指标概率统计及相关性分析

为解决大型土建工程中岩土体物理力学参数不确定性和空间变异性等问题。基于合肥市地铁4号线岩土工程勘察成果,以合肥地区二级阶地同一地质单元晚更新世黏土层为研究对象,采用数理统计中常用的偏斜度和峰值法,对二级阶地黏土层的物理力学参数进行统计分析,确定其物理力学参数的概率分布模型;通过对各物理力学指标进行相关性分析,建立回归方程,得到黏土层各指标间的经验公式。研究表明,合肥二级阶地黏土层具有物理力学性质差异性较小、工程性质相近、多服从正态分布的特点,各指标间多表现为中等-较强相关性。     

秦沈客运专线的工程地质问题--软土、松软土

阐述了秦沈客运专线软土、松软土的判别标准、形成的地质环境及物理力学指标等工程地质特征及沉降控制标准、计算方法,论述了软土、松软土路基处理方法.     

连盐线软粉土夹黏性土静力触探估算承载力经验公式研究

连云港至盐城地区多为黏性土、粉土和粉砂组成的互层或夹层状软土地层,现有铁路规范、相关行业和国家标准对于软土的分类及物理力学指标性质研究主要集中在单一成分的粉土、黏性土地层,没有针对复杂软土地层的研究成果,由于薄层夹层的存在,按规范中公式计算的承载力值往往与现场实测值偏差较大。本文结合连盐铁路阜宁东站勘察实例,以较为典型的软粉土夹黏性土层为研究对象,通过对双桥静力触探、螺旋板载荷试验及室内土工试验等综合勘探成果进行数据统计分析对比,运用回归分析法,尝试建立本地区软粉土夹黏性土承载力特征值与双桥静力触探端阻的经验公式,力求相对准确地估算该类软土的承载力值,为其他工程类似地层的承载力估算提供参考。     

天津南港铁路第Ⅰ海相层软土工程地质特征浅析

简述了天津南港铁路第Ⅰ海相地层中软土的成因及工程地质特性。通过对南港铁路第Ⅰ海相层软土的勘探、试验、分析及区域地质资料的参考对比,查清了南港铁路第Ⅰ海相层软土的岩性、分布、埋深、厚度等情况。通过对勘探和静力触探试验数据的统计与分析,得出了南港铁路第Ⅰ海相层软土的物理力学指标特征,并对其工程地质特征进行了简单的分析和概括。最后,对软土地基给出了一定的处理方法,并通过比较选择了经济适宜的地基处理方法。