基于极限状态设计法的重力式挡墙设计研究

研究目的:重力式挡土墙极限状态设计的研究,是以墙身自重支撑侧向土压力的明挖基础支挡结构极限状态设计研究的基础。本文通过对重力式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、槽型挡土墙等明挖基础支挡结构设计研究提供参考。研究结论:(1)重力式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)影响重力式挡土墙极限状态的最关键因素是综合内摩擦角;(3)现行规范中重力式挡土墙不同的功能检算、不同设计状况,其隐含可靠指标不同,对应的分项系数也应不同;(4)研究结论可直接用于重力式挡土墙的设计,并为其他明挖基础支挡结构设计研究提供参考。     

基于极限状态法的锚杆挡土墙设计研究

研究目的:锚杆挡土墙在高边坡工程中应用广泛,锚杆挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。研究结论:(1)锚杆挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)锚杆挡土墙可靠指标推荐值大部分满足公众需求,但边坡较高时,可靠指标偏低;(3)锚杆挡土墙设计可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》,当边坡较高时,建议适当增大荷载分项系数,并注意对边坡坡形的设计和加固;(4)该研究结论可供锚杆支挡结构设计参考。     

基于极限状态法的桩板式挡土墙设计研究

研究目的:桩板式挡土墙是常用的支挡结构,桩板式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。本文通过对桩板式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为桩板式挡土墙极限状态设计提供参考。研究结论:(1)桩板式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)路肩式桩板墙可靠指标分析表明,可靠指标满足或接近公众需求;(3)桩板墙可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》进行设计,但高边坡路堤和路堑墙应采用较大的荷载分项系数,同时设计中应注意采取减小边坡土压力的措施;(4)提出了路肩式桩板墙锚固段计算的设计表达式及分项系数建议取值;(5)该研究结论可供路肩式桩板墙设计参考。     

铁路重力式挡土墙可靠度设计方法的研究

传统的安全系数法广泛应用于土木工程的稳定性分析,通过长期应用实践证明该方法有效,但该方法没有考虑设计参数的不确定性,而可靠度方法将设计参数视为随机变量则更为科学合理.本文介绍了铁路重力式挡土墙的安全系数设计方法,在此基础上建立挡土墙抗滑动和抗倾覆的功能函数;采用蒙特卡罗法计算结构的可靠度指标β,确定目标可靠指标,并进行了参数敏感性分析.最后,提出了一组反映目标可靠度指标的分项系数,分析了挡土墙参数及其变异系数对分项系数的影响,提出了分项系数的调整方法,并建议根据不同参数及其变异性组合分区选用分项系数.     

基于概率论的支挡结构极限状态设计方法

研究目的:基于概率论的可靠度理论,是工程研究与工程设计的一种先进方法,但限于相关研究不足,我国现行铁路路基支挡设计规范尚未采用,开展基于概率论的支挡结构极限状态设计方法的研究十分必要。研究结论:(1)采用总安全系数法的传统支挡结构设计的可靠度未知,未考虑变量的不确定性带来的影响,潜在一定安全风险;(2)支挡结构极限状态设计方法研究的思路是建立极限状态方程→分析可靠指标→确定设计表达式中的分项系数;(3)应根据不同的工况确定目标可靠指标和极限状态设计表达式中的分项系数;(4)本文提出的基于概率论的支挡结构极限状态设计方法,可直接用于铁路路基支挡结构设计。     

可靠性研究与铁路路基工程结构

研究目的:应用可靠度理论修订工程结构规范是国际上一种发展趋势,通过深入浅出的方式,概括该理论思路,举例说明可靠度理论的实质,并阐述铁路路基工程结构规范改制的意义。研究结论:铁路路基工程结构设计规范改制的目的是用量化的方式反应工程结构的可靠性。基于可靠度理论编制规范的过程可归纳为,建立极限状态方程、确定随机变量参数统计特征、求算现行规范隐含的可靠指标、确定目标可靠指标、提出分项系数、建立极限状态设计表达式。     

基于极限状态法的悬臂式挡土墙设计研究

研究目的:悬臂式挡土墙是国内外常用的支挡结构,悬臂式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计该墙型的安全度并给出外部稳定性检算的极限状态设计表达式。本文通过对悬臂式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为该类支挡结构的极限状态设计方法研究提供思路,为规范的修编提供依据,为土压力的进一步研究提供参考。研究结论:(1)悬臂式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)悬臂式挡土墙抗滑、抗倾覆和基底应力及构件强度等可靠指标分析表明,悬臂式挡土墙整体抗滑和构件裂缝控制设计;(3)悬臂式挡土墙抗动验算可采用本文推荐的设计表达式进行设计;(4)对于悬臂式挡土墙悬臂板的结构设计,分项系数应根据土压力计算进行调整;(5)该研究结论可供悬臂式挡土墙设计参考。     

铁路隧道洞门目标可靠度及分项系数确定方法

研究目的:铁路隧道洞门受力复杂、断面变化大,洞门可靠度研究少。研究隧道洞门目标可靠度及分项系数计算方法可为铁路隧道洞门的可靠度设计提供参考。研究结论:(1)目标可靠指标由各极限状态中最小的可靠指标决定,目标可靠度分项系数基于目标可靠指标求得;(2)目标可靠指标计算中,不同计算方法计算结果有差异,通过对三种适用于铁路隧道洞门目标可靠指标计算方法进行分析比较和结合实例计算,认为分位值法相对比较简便实用,可用于隧道洞门目标可靠指标的计算;(3)明确了分位值法计算铁路隧道洞门目标可靠指标分项系数的详细计算过程,并通过实例计算验证了分位值法计算分项系数的可行性;(4)土压力分项系数对铁路隧道洞门各极限状态均有影响且最大,因此应加强隧道洞门土压力统计特征研究;(5)本文提出的铁路隧道洞门目标可靠度及分项系数确定方法,可直接用于铁道隧道洞门结构设计。     

铁路隧道衬砌结构综合分项系数研究

应用可靠度理论制定设计规范是国内外结构设计发展的必然趋势。采用带有分项系数的实用设计表达式,不仅继承了传统结构设计式的形式,而且能体现结构设计对目标可靠指标的要求,还能被设计人员接受。以荷载结构模型为基础,考虑结构抗力的统计特征和荷载效应的不定性,提出铁路隧道衬砌结构设计所采用的实用设计表达式。采用设计验算点法,对不同时速铁路隧道通用参考图二次衬砌结构分析计算综合抗力分项系数和作用效应分项系数,并给出铁路隧道衬砌结构分项系数的推荐值。     

铁路隧道衬砌结构分项系数的优化分析研究

研究目的:采用带有分项系数的实用设计表达式,不仅能继承传统结构设计式的形式,而且能体现结构设计对目标可靠指标的要求,是应用可靠指标衡量结构设计安全水平的重要途径。本文根据铁路隧道衬砌结构的受力特点和材料性能,采用混凝土衬砌结构抗压、混凝土衬砌结构抗裂和钢筋混凝土衬砌结构三种极限状态设计式建立"荷载-结构"模型。研究结论:利用Monte-Carlo随机有限元的方法分析铁路隧道衬砌结构作用效应的统计特征,根据材料特性分析抗力的概率统计特征以及计算可靠指标与目标可靠指标差值最小化的原则,分析得到:(1)铁路隧道衬砌结构检算时,围岩压力分项系数为1.4,自重荷载分项系数为1.2;(2)钢筋混凝土、混凝土抗压、混凝土抗裂三种工况下的调整系数分别为1.05、1.85、2.35;(3)该研究结果可为《铁路隧道设计规范》的修订提供理论依据。     

Design research of gravity retaining wall based on limit state design methodEI北大核心

Research purposes: Gravity retaining wall limit state design research is based on the design research of retaining structure limit state of open-cut foundation with the lateral earth pressure supported by wall body weight. This paper sums up the research thought of gravity retaining wall and analyzed their main calculation results, which provides reference for the open-cut foundation retaining structure design research of cantilever retaining wall, counterfort retaining wall, groove type retaining wall and so on. Research conclusions: (1) The steps for design research of the gravity retaining wall limit state are to establish a limit state equation, to calculate reliability index and determine the target reliability index, calculate partial coefficient and set up the design expression. (2) The most critical factor influencing gravity retaining wall limit state is comprehensive internal friction angle. (3) There are different function calculations and different design conditions for the gravity retaining wall in the current specification, their underlying reliability index is different, the corresponding partial coefficient should also be different. (4) The research conclusion can be used to guide the design of gravity retaining wall, which provides the reference to the design research of other open-cut foundation retaining structure.     

《铁路路基支挡结构设计规范》(TB 100025-2006)修订情况介绍

研究目的：《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025—2006）-2006年6月25日正式颁布施行，为了使铁路路基设计人员更好地了解规范修订的情况、更好地运用此规范，有必要对此规范的修编原则、和内容作全面介绍。 研究结论：我国的《铁路路基支挡结构设计规范》是铁路路基支挡结构设计的专用规范，对铁路路基工程中常用支挡结构的设计、计算、结构要求等方面作出规定，使用方便，对规范铁路路基支挡结构的设计、促进路基支挡结构技术的发展起了很大的作用。     

深厚压缩层地基条件下路基沉降控制

研究目的：无砟轨道在客运专线铁路建设中已经成为主要轨道形式,深厚压缩层地基条件下路基沉降控制是无砟轨道客运专线建设中遇到的关键技术难题。迫切需要通过研究确定深厚压缩层地基条件下适合较高路堤无砟轨道铁路技术特点的经济合理、技术可靠的沉降控制方案。研究方法：结合京津城际轨道交通工程试验段路基沉降控制设计,通过技术、经济论证,确定合理的设计方案。研究结果：由于深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制成本相对较高,常规设计中一般要增加工程成本的支挡结构反而成为节省工程投资的手段。研究结论：在深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制设计中引入支挡结构,可以在提高沉降控制可靠度的前提下节省沉降控制成本、节约工程用地、美化工程环境。     

铁路路基挡土墙病害防治技术研究

本文结合现场工程实例 ,简要分析了引起铁路路基挡土墙下沉、开裂、倾倒等病害的几种原因 ,提出了防治路基挡土墙病害对策 ,对路基挡土墙的勘察、设计、施工以及运营管理具有一定的借鉴意义     

合武铁路中空式路肩挡土墙设计探讨

研究目的:随着城际铁路、高速客运专线的建设,既有枢纽引入客运专线工程对城市用地及居民的生活影响较大,不仅拆迁费用成倍增加,而且拆迁难度大、时间长,严重影响工程建设.合(肥)武(汉)铁路引入武汉枢纽地段并行增建工程中,增建一侧为高层建筑群,扩建征地困难.为此,设计采用C35钢筋混凝土框架直立中空式刚性路肩挡土墙.研究结论:该结构集挡土墙、涵洞、桥梁结构设计于一身,刚性框架结构与人行道悬臂板组成的墙顶面满足了站后专业附属设施的布设,既体现了路基设计工程措施的创新、合理性,又确保了既有线行车和既有建筑物安全.经运营后充分体现该结构占地小,基础底面较宽,自身稳定性强,水平抗力大,抗滑、抗倾效果好,更起到路基边坡支挡与收坡的双重作用,在今后同类型铁路路基工程的设计与施工中具有重要的借鉴、参考作用.     

黄土地区高速铁路修建技术创新

研究目的:在湿陷性黄土地区建设铺设无砟轨道的高速铁路,国内外尚无可供借鉴的研究成果和工程经验。黄土的湿陷变形特性,加大了路基、桥梁、隧道等结构物的沉降,影响铁路的稳定性、安全性等。本文结合郑州至西安铁路客运专线工程实践,对综合勘察和路基、隧道、桥梁的关键设计技术创新进行总结。研究结论:在黄土勘察中引入"松软土"的概念,补充完善《铁路工程地质勘察规范》;国内外首次采用埋入式连续桩板路基结构,解决了基底下部厚层黏性土的长期蠕变引起路基下沉问题;全面、系统地提出了大断面黄土隧道的设计原则和安全、快速、经济的施工方法;在高烈度震区长联连续梁上采用4组双向式钢轨伸缩调节器设计技术,在渭南北站采用350 km/h通过式车站桥梁与无砟轨道无缝道岔群一体化设计技术。这些创新技术成为在湿陷性黄土地区修建高速铁路的土建工程成套技术的关键。     

旋喷桩加固客运专线路基挡土墙地基设计应用

研究目的：针对客运专线对挡土墙稳定性和变形要求高的特点,探讨研究挡土墙基底为深厚软弱土层时采用旋喷桩加固的设计计算方法,并提出相应的施工技术要求。研究方法：根据客运专线挡土墙的特点和地基条件,采用复合地基计算理论进行基本参数的计算,并根据计算结果采用压应力扩散理论和实体基础理论对旋喷桩布置和加固深度进行验证。研究结果：基于重力式挡土墙及湿陷性新黄土的特点,在复合地基设计结果基础上,比较实体基础和压应力扩散理论计算的加固深度,为提高客运专线路基挡土墙稳定的可靠度,设计采用实体基础计算理论确定加固深度。研究结论：在地基加固设计中应根据可靠度要求合理选择地基加固深度计算理论,在客运专线重力式挡土墙设计中如果需要大幅度提高承载力,采用实体基础计算理论进行设计可靠度较高。     

地震工况下铁路路基边坡极限状态法设计研究

当前铁路路基设计理论正处于容许应力法向极限状态法转轨中,《铁路路基极限状态法设计暂行规范》(Q/CR9127—2015)针对路基边坡稳定性,仅提出了持久设计工况下的边坡稳定性的极限状态设计表达式及其分项系数,而对地震设计工况下规范没有给出相应的内容。在考虑地震力的条件下,提出地震设计工况下路基边坡稳定性分析公式,引入地震作用效应及其分项系数,通过对地震设计工况下路基边坡极限状态法与容许应力法对比分析,得出地震工况下路堤和路堑边坡各自的极限状态法分项系数优化幅度,为相应规范的修编提供参考。     

商合杭铁路车站路基地基处理与支挡设计

高速铁路车站路基由于路基宽度较宽,周边环境复杂与站房工程接口十分复杂,其地基处理和支挡结构设置需要考虑的因素众多,导致其设计远较区间路基复杂。商合杭铁路车站路基主要采用了CFG桩复合地基、螺杆桩复合地基、管桩桩筏结构、钻孔桩桩筏结构等地基处理方式,支挡结构采用了悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板墙。施工实践证明,这些工程方案是可靠的,但是在细节上也存在一些值得思考的问题。本文详述了在建商合杭铁路车站路基的地基处理和支挡工程措施及其存在的问题、解决方案及工程效果,可作为类似工程的设计参考。     

单轨"T"型独柱墩高架车站结构设计若干问题探讨

研究目的:单轨交通系统在国内系首次采用,通过对规范的选用、站台雨棚结构、结构计算简图、位移与挠度限值的确定、结构整体动力特性等若干结构问题的探讨,可供制定相关规范规程时借鉴、参考。研究方法:结合国内首次采用跨座式单轨交通方式的重庆轻轨较新线高架车站工程实例,进行研究探讨。研究结果:提出高架车站的分析计算方法、构造要求、位移与挠度限值及旅客舒适度要求等。研究结论:高架车站需同时满足建筑结构设计规范和铁路桥涵设计规范;站台雨棚宜采用轻钢结构;“T”型独柱墩高架车站应进行结构整体动力特性分析。