京津城际路基沉降数值模拟与原位观测对比分析

研究目的:京津城际轨道交通工程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.为满足无砟轨道对路基工后沉降的要求,路基基底采用CFG桩复合地基进行加固.由于复合地基受力状态复杂,对其进行工后沉降预测较为困难,本文采用数值模拟和原位数据对比分析的方法对路基的工后沉降进行预测.研究结论:(1) 采用数值模拟及原位测试数据对比分析复合地基的沉降变形规律,得出桩间土的压缩主要发生在桩长下部的1/4～1/6桩长范围内,桩端的刺入量占总沉降值的20%～30%;(2) 由实测的沉降-深度分布曲线可以得到,桩端以下土体压缩层厚度为桩平面分布宽度的1倍左右;(3) 有限元计算所得的最大沉降量和工后沉降量,与观测值相比较为接近,采用有限元计算结果推断的工后沉降差异,小于根据实测值采用经验公式得到的推断值,因此在沉降计算中应推广有限元方法.     

某高速铁路动车段地基处理沉降研究分析

为满足某境外高速铁路动车段淤泥质土地基的不同沉降要求,选出最优工程方案,首先根据工程地质条件、铁路等级以及工期等因素筛选适用于该动车段的地基处理方法;之后,根据地层条件和地基处理工程经验拟定各区域加固深度;最后,通过造价比较,确定各区域的最佳地基处理方案。研究分析结果表明:适用于该动车段淤泥质土的地基处理方法有水泥土搅拌桩、预应力管桩以及塑料排水板。沉降要求为300 mm的区域Ⅰ,采用长16 m、间距1. 2 m、桩径0. 5 m的水泥土搅拌桩复合地基;沉降要求为15 mm的区域Ⅱ,采用长24 m、外径0. 4 m、桩间距1. 3 m的预应力管桩;沉降要求为400 mm的区域Ⅲ,采用深度为14 m、间距1. 0 m的塑料排水板结合堆载预压。     

CFG桩控制深厚层软土地基沉降的试验研究

高速铁路对路基的工后沉降提出了严格的要求．据研究，路基在列车荷载作用下和路基本体在自重作用下产生的工后沉降是有限的，地基引起的工后沉降决定了路基工后沉降能否满足标准要求。因此正确选择能满足高速铁路技术标准要求的合理的软土地基处理方案和设计参数，是一项迫切需要解决的课题。本文根据某CFG（Cement Flyash Gravel）桩加固深厚层软土的试验成果，研究地基沉降规律、控制软土路基工后沉降的效果及CFG桩地基沉降的计算方法，结果表明：CFG桩是一种处理深厚层软土、有效控制路基工后沉降的方法；加固区沉降宜按复合模量法（Esp=εEa，ε为复合地基与天然地基承载力标准值之比；Es为天然地基压缩模量）计算，研究成果为CFG桩在高速铁路深厚层软土路基上的设计和应用提供了依据。     

水泥掺量对搅拌桩复合地基沉降的影响分析

在兰州至中川机场城际铁路建设中采用水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩进行地基处理并观测其沉降,运用双曲线法、三点法、Asaoka法预测复合地基的沉降,研究水泥土搅拌桩复合地基的沉降发展规律及沉降控制效果。结果表明:相同路堤荷载下水泥掺量越高,复合地基沉降越小,沉降控制效果越好,复合地基的最终沉降也越小;从满足本线运营的技术经济角度考虑,推荐采用水泥掺量12%的水泥土搅拌桩处理饱和黄土地基;从满足铁路适当提速对路基沉降的要求考虑,水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩复合地基可分别在速度160,200 km/h的Ⅰ级铁路及250 km/h有砟轨道铁路的路基工程中应用。     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性现场测试分析

结合200~250 km/h客货共线的达成铁路的水泥土搅拌桩复合地基,现场埋设混凝土应变计、沉降位移计和土压力盒,分析在路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基荷载传递及变形规律。测试结果表明,复合地基的变形特性表现为地表沉降大,加固区中部地基层沉降小,加固区下部地基沉降最大。承载特性为桩体存在摩阻力零点,即中性点,中性点以上为负摩阻力,以下为正摩阻力。在群桩状态下,不存在临界桩长。承载与变形耦合关系表现为:桩体轴力最大点恰是复合地基压缩量最小的点。     

高速铁路黄土地基水泥土柱锤冲扩桩工作性能研究

以兰张(兰州—张掖)三四线铁路工程为依托,通过现场试验与数值模拟,评价了水泥土柱锤冲扩桩的挤密效果,测得了单桩与复合地基的荷载与沉降之间的关系,研究了复合地基的桩土应力特征,计算得到单桩与复合地基的承载力特征值,分析了桩体力学特征与复合地基破坏模式.结果表明:水泥土柱锤冲扩桩单桩挤密范围为0.50 m(1.25倍桩径)...     

粉土和粉质黏土中夯实水泥土桩复合地基承载力研究

夯实水泥土桩复合地基是近年发展起来的一种新型地基处理方法,目前也在我国北方地区得到广泛应用。然而,现场工程技术人员对夯实水泥土桩复合地基的设计计算大都凭经验而定,设计理论和规范亟待完善。结合某城市典型夯实水泥土桩复合地基工程实例,针对粉土和粉质黏土地基中的夯实水泥土桩复合地基,通过进行单桩及复合地基静载试验,得到桩与土荷载、沉降、应力比的试验数据。据此研究了复合地基的承载特性和破坏形式,并探讨了桩与桩间土之间的荷载分担变化规律,以期为设计与施工提供有益的参考。     

大范围软土一级公路水泥土搅拌桩路基沉降数值模拟

以一级公路湛江大道存在的大范围软土为工程背景,针对公路路基极易引发沉降和路面不均匀沉降等施工难点,开展大范围软土一级公路路基沉降规律数值模拟研究。利用Midas/GTS软件,建立路堤-地基-水泥土搅拌桩的有限元模型,研究设桩及不设桩2种工况下路基沉降变形规律以及桩弹性模量、桩长、水泥土搅拌桩面积置换率对路基沉降的影响。研究结果表明:使用水泥土搅拌桩处理软土地基能够有效降低工后沉降,桩体弹性模量及桩长对工后沉降影响较小,选取面积置换率时需要综合考虑沉降控制效果和经济成本。     

客运专线铁路路基沉降控制的若干问题

研究目的:客运专线路基工后沉降控制标准高,目前的地基处理理论与设计方法主要是针对传统的软弱土地基,并不完全适合客运专线路基工后沉降的设计计算与地基加固处理,本文对遇到的若干问题进行分析探讨,提出可采用的方法.研究结论:通过对确定压缩层厚度各种方法优缺点的分析,给出了压缩层厚度计算方法;在分析轨道、列车以及运架梁车等荷载特点的基础上,通过对路基稳定、沉降变形的控制因素分析,对轨道、列车与运架梁车荷载在稳定、沉降计算中的考虑方式与简化形式提出了建议;通过对各种基础形式的荷载传递特性、复合地基的形成条件等内容的研究,提出客运专线路基沉降控制分析应根据路堤基底垫层形式、加固桩的类型,采用复合地基或复合桩基理论进行.     

水泥土搅拌桩复合地基非线性有限元分析

通过非线性有限元程序VFEAP对影响水泥土搅拌桩复合地基工作机理的各因素进行了分析,并对其在不同条件下的孔隙水压力的分布、桩身荷载的传递规律以及沉降量变化等基本性状进行研究,可供同类工程的设计和施工参考。     

高压旋喷桩复合地基承载力研究

以某铁路枢纽西南环线铁路路基为背景,运用高压旋喷桩桩体低应变动态测试试验、抽芯检测及单桩复合地基承载力静载荷试验,以及理论计算和数值分析,研究高压旋喷桩复合地基承载力。结果表明:该路基的356根高压旋喷桩中,一类桩占95.5%,二类桩占4.5%,桩体强度均大于1.6MPa;现场试验所得单桩复合地基承载力特征值为169~181kPa,理论计算所得特征值为248.7kPa,表明当现场加载未达到极限状态时,所得复合地基承载力特征值偏小;数值模拟所得单桩复合地基承载力为155kPa,其荷载—沉降曲线变化趋势与现场试验结果相同;该复合地基成桩质量及承载力能够满足工程设计要求。     

京津城际永乐站CFG桩复合地基沉降有限元分析

为保证路基工后沉降符合要求，京津城际永乐车站软土地基设计采用CFG桩进行加固处理。提出了一种通过数值模拟CFG单桩承载力现场荷载试验来确定计算参数的新方法，采用有限元ANSYS程序对永乐车站复合地基沉降进行了分析，为设计及施工提供依据。     

湿陷性黄土桩网复合地基沉降控制离心模型试验

为研究和分析高速铁路荷载作用下刚性桩桩网复合地基控制湿陷性黄土地基沉降的效应,采用离心模型试验的方法对不同桩间距设置条件下的刚性桩桩网复合地基进行了模拟试验.试验研究表明:湿陷性黄土地基无法满足高速铁路有砟轨道对路基工后沉降的要求,需要加固处理;随着桩间距由2倍桩径增至6倍桩径,地基工后沉降量增大,差异沉降量增大,桩土...     

水泥土挤密桩加固黄土隧道地基的稳定性研究

以郑西客运专线淹池至灵宝段盘东隧道为研究对象,对用水泥土挤密桩加固后的隧道地基在高速列车荷载作用下的沉降进行有限元分析,研究地下水、水泥土挤密桩加固对黄土隧道地基稳定性的影响。结果表明:在大断面黄土隧道中,水泥土挤密桩对控制黄土隧道地基沉降作用明显,尤其在富水条件下。研究结果可为水泥土挤密桩在黄土隧道地基加固中的应用提供科学指导。     

搅拌桩联合塑料排水板地基加固现场试验研究

获得组合措施处理深厚层软土的作用机理、沉降、桩一土荷载分担等特性,为确定设计计算方法提供依据.研究结论:在搅拌桩复合地基中加入较长的塑料排水板后:(1)可以起到加快深厚软土层排水固结的作用,从而加快地基土沉降完成速度,减小工后沉降;(2)加快侧向位移的发展,且其发展与排水条件密切相关;(3)地基土强度提高较快,桩土应力比明显小于搅拌桩复合地基,表明其地基更有利于地基土承载作用的发挥.     

边载对水泥土搅拌桩复合地基承载特性的影响

通过现场试验 ,研究边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的承载特性 ,得到环形边载、单侧边载、无载条件下水泥土搅拌桩单桩复合地基、自由单桩、桩周土的承载力变化曲线。用考虑桩土共同作用的有限元法计算单侧边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的侧向变形 ,计算结果与实测结果比较吻合     

高速铁路桩(帽)网和桩筏复合地基模型试验研究

结合室内模型试验,对桩(帽)桩网复合地基和桩筏复合地基在路堤荷载作用下的沉降、荷载传递规律进行分析,得到3种复合地基的试验结果虽然在数值上存在一定的差距,但均表现出相似的规律。3种复合地基对沉降均有一定的减小作用,且沉降随荷载的增加均近似呈指数增加的趋势,其中,桩筏复合地基沉降最小;桩身应力随深度呈先增加后减小的趋势,最大值出现在桩顶附近的某一深度处;随荷载增加,桩土应力比整体呈线性增加的趋势。在同一荷载水平(如100 kPa)下,桩筏复合地基沉降最小(5.1 mm)、桩顶应力最大(142 kPa)和桩土应力比最大(7.12)时,加固效果更显著。所得结论在一定程度上可为复合地基类型的选择及工程研究提供参考。     

桩一网法加固软土路基的机理与工程实践

在桩--网复合地基中，加筋褥垫层和桩土加固区能扩散荷载应力，减小地基沉降量。文章提出了计算公式，计算了某一工程的工后沉降量，将其与实测沉降量进行了比较，两者吻合得较理想。     

CFG桩复合地基工程应用实例及非线性有限元分析

文章通过一个具体工程实例对CFG桩复合地基的应用进行了说明,并结合非线性有限元程序VFEAP对CFG桩的工作特性进行了数值模拟。计算结果表明,采用该有限元方法所得的计算结果与实测结果相吻合。除此之外还发现,当荷载比较小时,复合地基沉降基本为线性;当荷载超过一定的水平时,垫层内部、桩端、桩顶开始出现塑性区域,土体变形加大,复合沉降也开始出现非线性增加;CFG桩存在临界桩长,桩身应力、桩身位移的变化主要集中在临界桩长范围之内。     

铁路地基服役期动力沉降计算新方法初探

工程实践中地基动力沉降的时间错位问题导致实测与计算沉降拟合以及工后沉降评估中存在不合理的现象。通过对传统一维固结仪的改造,研制了便于大规模推广应用的新型循环动力固结仪,得到土体等效动力压缩模量与等效动力固结方程。进一步提出一种铁路软土地基动力沉降计算新方法,并指出该方法在列车动力荷载的放大系数、合理的应力比系数、试验假设验证、复合地基加固区动力沉降等方面需要进一步深入研究。