路基承载力与路堤稳定性及沉降关系研究

研究目的:路基承载力、路堤稳定性及沉降是路基设计的三个主要控制指标,为了确保路基工程安全,设计时一般均应分析验算。但目前我国铁路及公路路基设计人员对路基是否应进行承载力验算还存在一定分歧。本文通过分析路基承载力与路堤稳定性及与路基沉降之间的关系,探讨路基设计进行承载力验算的必要性。研究结论:(1)圆弧法分析路堤稳定性偏于不安全,在路基承载力不满足要求的情况下也可得出路堤稳定的结论;(2)当荷载接近或超过路基极限荷载时,路基会发生较大的侧向变形,现有的沉降计算方法不再适用,路基承载力满足要求是路堤沉降计算公式的应用条件;(3)路基承载力满足设计要求是保证路堤稳定、控制路基沉降变形的前提条件,因此,在路基设计中应进行承载力验算;(4)本文的研究结论可为进一步完善铁路及公路路基设计方法提供一定的理论依据。     

柔性路堤地基承载力控制值探讨

研究目的:目前我国铁路和公路等部门的相关规范对于路基的承载力都没有给出具体规定,导致在铁路工程设计中承载力的取值偏于保守,研究柔性路堤地基承载力控制值具有重要的工程和理论意义。研究结论:通过对遂渝铁路软土路基工点实测承载力的统计分析与研究,指出:对一般路堤、场坪等柔性基础地基,应从路堤稳定性、工后沉降和路基承载力3个方面进行地基加固工程设计;在满足稳定与工后沉降要求的前提下,地基容许承载力的要求可适当放宽,并初步给出了柔性路堤地基承载力验算公式及地基承载力修正系数的建议意见。     

铁路路基承载力设计方法的探讨

研究目的:《铁路路基设计规范》对路基基床范围内的天然地基承载力采用统一标准,该标准只与铁路等级有关,而与上部荷载及边界条件无关,这与地基承载力的基本定义存在矛盾。基底为软弱地基的低矮路堤,采用复合地基加固时,为满足规范对于地基承载力的要求,必须采用较小的桩间距,此时沉降、稳定已经存在较大富余量,造成很大浪费,给设计者带来很大的困扰。针对上述问题,本文以单线铁路路基为例,探讨全新的铁路路基承载力设计方法。研究结论:(1)铁路路基基床范围内的天然地基承载力要求不宜采用统一标准,宜根据上部荷载及边界条件计算确定;(2)路基基底压应力可根据上部荷载采用常规的地基力学模型计算确定,天然地基承载力应根据边界条件进行修正,路基基底压应力小于或等于修正后的天然地基承载力即为满足设计要求;(3)本文探讨的设计方法理论依据充分,计算原理简单,设计结果合理,可有效地避免工程浪费,可以为铁路路基设计方法的改进和完善提供一定的借鉴作用。     

土工格栅加筋路基结构沉降控制试验研究

研究目的:土工格栅加筋路基结构具有节约成本、施工方便、抗震性良好、绿色环保及景观效果好等优点,本文通过数值模拟和现场试验,研究该路基结构的沉降变形特性和控制沉降效果,从而为该结构的工程应用提供依据。研究结论:(1)验证了土工格栅加筋路基结构在控制地基沉降方面能够满足设计要求,技术可行;(2)土工格栅加筋路基结构保留了原有路基结构型式及景观效果,在满足路堤稳定的前提下,可适当减弱路堤边坡部分地基加固强度,缩小了地基加固范围,减少了地基加固工程数量;(3)本文的路基加筋结构适用于铁路或公路软土路基基床结构。     

高速铁路斜坡路堤变形控制探讨

研究目的:变形控制已成为高速铁路路基的主要控制因素之一,斜坡地基在我国道路建设中普遍存在,斜坡地基上修建路堤工程的稳定、变形及施工具有其特殊性,并存在一些问题。分析斜坡地基上修建高速铁路路堤工程存在的问题,并提出一些应对的工程技术措施,对工程实践具有重要的指导意义。研究结论:斜坡地基上修建的路堤工程除控制水平地基存在的工后沉降、路基与结构物的差异沉降外,还存在路堤不均匀沉降、陡坡路堤过大侧向变形等问题。经研究提出以下解决方法:(1)缓于1∶2.5的斜坡路基,采用挖台阶填筑;(2)采用侧向约束桩、路肩桩板墙等限制地基侧向变形和保证地基稳定;(3)采用复合地基提高地基强度和减小地基沉降;(4)采用锚索桩、板椅式桩板墙等减小支挡结构顶部侧向变形;(5)设置过渡段、加密地基加固桩间距用以消除不均匀沉降;(6)本文可为对变形控制要求严格的高速铁路斜坡路基加固设计提供有益参考。     

无砟轨道桩-网结构路基设计方法研究

分析客运专线无砟轨道桩-网结构路基的破坏模式,提出桩-网结构路基设计对策,并对桩-网结构路基设计方法进行了探讨。钢筋混凝土桩-网结构应进行单桩承载力验算、地基沉降验算、桩顶加筋垫层验算;当地基土层较差,特别是单一无硬壳层的极软地基,还应进行桩-网结构抵抗路堤荷载侧向滑移作用的横向稳定验算。在桩-网结构单桩承载力验算中,为充分发挥桩的承载作用,建议引入单桩承载力发挥系数。     

铁路路基复合地基承载力验算方法研究

铁路路基复合地基应进行承载力验算,但工程实践表明铁路路基复合地基承载力验算标准偏严格,限制了搅拌桩等柔性桩复合地基的应用范围.基于理论分析和工程案例,对地基承载力与稳定性关系、地基承载力与沉降关系、复合地基承载力验算的必要性及验算方法进行探讨和研究.研究结果表明:从检验地基处理效果、覆盖桩体破坏模式及确保工程安全的角度...     

柔性路堤荷载作用下的地基承载力研究

研究目的:从变形控制出发,以铁路工程为例,研究柔性路堤荷载作用下的地基承载力问题。研究结论:现行规范规定载荷试验中按沉降相对变形进行承载力特征值的取值偏于保守,往往导致地基承载力不能充分利用。为充分利用地基承载力,提出铁路路堤设计时,应根据不同的地基允许沉降标准进行地基承载力特征值的取值,可以在满足变形要求前提下,在规范基础上将承载力特征值取值适当扩大,以达到强度和变形的和谐统一。文中的结论可以为类似铁路工程提供参考。     

桩端炭质泥岩浸水前后动力变形特性模型试验

研究目的:近年来,在我国西南山区的公路、铁路建设中均出现了炭质泥岩这种特殊岩土,因其浸水后极易软化,而且发生膨胀变形,导致在荷载作用下经常发生承载力不足、沉降变形增大和边坡失稳等一系列工程地质灾害,对沉降控制标准极高的高速铁路后期运营带来极大危害。为评价桩端炭质泥岩在浸水和动荷载条件下对高铁路基沉降影响,本文通过动力模型试验研究了桩端炭质泥岩在浸水前后、动荷载作用下的变形特性。研究结论:(1)动荷载为200～400 N时,桩端炭质泥岩浸水前后的换算沉降分别在2. 92～9. 64 mm和36. 74～63. 48 mm之间,浸水后沉降变形显著增加;(2)浸水与列车动荷载是导致桩端炭质泥岩产生过大工后沉降的主要因素,水对炭质泥岩的沉降影响远大于动荷载作用;(3)荷载振动次数对滞回曲线的六项指标λ、k、d、S、ζ、η有显著影响;(4)炭质泥岩浸水后,强度、刚度明显降低,粘滞性显著增大,能量耗散能力增强,在动荷载下损伤程度明显增加,软化效应显著;(5)本研究结论可为类似工程地质条件下的公路与铁路路基设计与施工提供借鉴和参考。     

路桥过渡段路基工后沉降监测试验研究

研究目的:台背路基沉降是路桥过渡段差异沉降和桥头跳车的主要原因。为探讨路桥过渡段路基在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某一路桥过渡段布置单点沉降计对过渡段路基工后沉降进行长期监测,即分别在桥梁台背行车道和路肩位置布置两列沉降计,对路基的沉降及稳定性做长期观测,分析路基沉降随时间和空间的变化规律,从而为公路建设中路桥过渡段沉降研究提供基础数据。研究结论:(1)路肩位置沉降大于行车道位置沉降;(2)路基沉降随时间增加而增大,过渡段路基填筑结束1年后沉降趋于稳定;(3)汽车荷载作用下路基沉降不会出现较大的增长趋势;(4)对数模型能较真实地反映路基工后沉降规律;(5)本研究结论可为路桥过渡段的设计和施工提供指导。     

斜坡高路堤路基病害治理及分析

研究目的:受工程投资、使用功能等因素影响,在以往的铁路建设中出现过较多的斜坡高路堤路基工程。由于设计、施工对斜坡地形高路堤的建设经验可能存在不足,或为了节约工程投资对斜坡高路堤工程采取的措施安全储备不够,从而出现了部分斜坡高路堤路基病害。本文通过实例分析斜坡高路堤病害的治理并进行总结,供今后类似工程参考。研究结论:通过某铁路斜坡高路堤病害的治理及分析得出:(1)斜坡高路堤路基病害应急抢险可优先采用反压护道及钢花管桩注浆措施;(2)斜坡高填方路堤应加强上方侧排水、改善路基填筑材料及地基基底条件,提高安全储备;(3)斜坡高填方路堤宜设置侧向约束加固桩;(4)该研究结果对斜坡高路堤铁路、公路工程等设计施工具有指导意义。     

堆填工程对既有铁路路基的预变形影响研究

研究目的:随着铁路开发,在既有铁路侧进行堆载的工程日益增多,对既有铁路结构势必产生一定的变形影响,因此在既有铁路路基边进行弃土堆填时,需预估堆填工程对既有铁路路基的变形影响,以确保铁路安全。本文通过分析坡体稳定性、不同堆载高度、不同堆载间距以及堆载分级级数对既有路基变形的影响,以期减小堆载对既有铁路路基的影响。研究结论:(1)在堆填土方量一定的前提下,分级堆载比不分级堆载对既有路基的变形影响较小;(2)在堆填高度一定时,三级堆载比二级堆载对既有路基的变形影响较小,分级荷载不同间距对既有路基的影响不是线性关系;(3)分级荷载大小相等时,堆载间距是影响既有路基变形的关键因素;(4)该研究成果可为其他类似高铁侧堆载减小对既有铁路的影响提供参考。     

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.     

重钢铁路浸水软基高填方路堤设计分析

重钢货运铁路站场位于三峡库区,填平山谷后,形成浸水斜坡路堤,铁路最高填方达74 m,其位置紧邻长江,为浸水高路堤工程。经分析得出:(1)该软土地基选择挖除换填措施,并通过水泥搅拌桩进行基坑支护,能有效保证路堤基底和坡脚的稳定;(2)浸水水位下选择渗水性填料可减小动水压力对高路堤边坡和本体稳定性的影响;(3)提高压实标准并采取一定的追密压实措施,可有效控制高路堤工后沉降;(4)采用不同长度的土工加筋材料可以加强路堤坡面浅层和路堤整体的稳定性;(5)现场监测是高路堤稳定和变形验证与评价的重要手段和方法。     

铁路预应力路堤加固技术数值研究

研究目的:铁路预应力路堤在国内外尚属一种新型路基加固法,其受力变形特性暂未得到系统化研究,相关加固设计理论仍处于探索性阶段。因此,有必要通过数值手段了解预应力路堤的工作状态,以掌握其加固性能。鉴于此,借助ABAQUS软件平台构建预应力路堤仿真系统,分析差异化预应力加固参数对路堤变形和承载能力的影响以及预应力加固构件的受力特征。研究结论:(1)路堤本体段坡面较优加固位置为距本体顶面以下0.3倍本体高度处;(2)坡率1∶1的预应力路堤在第1、2排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa预压荷载时,其变形与承载力均可达传统路堤(坡率1∶1.5)水平,并可通过提升加固标准进一步强化路堤承载性能;(3)当对第1、2、3排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa、100 k Pa预压荷载时,路堤内部附加围压S11>13.5 k Pa区域大致呈"x"形分布并形成横贯路堤的"预压加固区";(4)侧压板锚固区受力集中且复杂,应注意保障锚固区板体强度;(5)力筋在路堤加载前后的应力变化量与坡面侧向变形特征相关;(6)本研究成果可为铁路预应力路堤的加固设计提供技术指导。     

超大直径顶管群下穿京沪铁路的设计研究

研究目的:超大直径顶管群曲线顶进穿过京沪铁路路基,不可避免对管道周围土体产生扰动,通过仿真计算研究不同顶进次序对铁路路基及轨道的变形影响,以及对该变形的影响进行评估,并结合地质资料提出袖阀管注浆加固路基方案,以指导顶管群安全穿过运营铁路。研究结论:(1)考虑不同顶管顶进次序的相互影响,顶进所引起的铁路路基最终变形呈沉降槽形式,变形区域边界线水平倾角近45。;(2)不同顶进次序引起的路基变形差别主要体现在不同位置发生的时间不同,最终变形差异并不大;(3)顶管作业对铁路的影响主要从路基沉降量和轨道短弦矢度值进行评估,仿真计算表明轨道短弦最大矢度值未超过要求;(4)沉降槽曲线表明路基面最大沉降量已超过10 mm,可通过袖阀管注浆加固以满足既有路基技术要求;(5)该研究成果对于采用非明挖方式下穿铁路结构的安全评估及设计具有参考价值。     

铁路路基沉降病害监测技术研究

研究目的:随着高速及重载铁路的发展,路基沉降已成为列车运营安全控制要素,大量路基病害均与此有关。本文通过铁路路基沉降病害特征、作用机理及沉降预测方法的研究,并对传统路基监测方法和三种新型路基沉降监测方法(车载探地雷达监测技术、合成孔径雷达干涉技术和分布式布里渊光纤传感技术)进行分析,为铁路路基沉降病害监测提供参考。研究结论:(1)铁路路基沉降主要来自路基本体和地基两个方面,是在多种因素共同作用下产生的;(2)沉降预测方法主要是基于已有的监测数据,并处于不断发展的过程中;(3)传统的监测方法已不满足高效、无损、实时的现代监测要求,新型监测方法基本满足要求,但仍存在一定的局限性;(4)在铁路路基沉降监测方面,有向分布式光纤传感监测技术发展的趋势。     

新建铁路软土路基沉降规律研究

研究目的:软土路基由于压缩性高,渗透性低,固结变形持续时间长,所以其沉降规律研究就成为工程设计中的主要问题。为研究软土路基在某一段周期时间内的沉降变形规律,本文对新建胶新铁路软土路基进行2年的详细监测,以此分析软土路基的沉降变形规律。研究结论:路堤土体剖面上差异沉降变形在横向上表现出明显的不均匀性;通车前,路堤不均匀沉降程度随着路堤压缩量的加大而增大;通车1年后,路堤表现为缓慢沉降过程,路堤土体在横向上的不均匀变形程度随之减小,且路堤本体沉降变化很小;土体水平位移引起的工后沉降很小,不足总沉降的9%;磁环高程变化规律表明,路基在工后约6～8个月稳定。     

大面积深基坑工程对高速铁路的影响性分析

研究目的:本文以某大面积深基坑为工程背景,该基坑邻近既有高速铁路桥梁及路基段,为确保施工期间铁路运营的安全性、降低施工风险,文中依据现行规范建立合理的高速铁路安全评估标准,经有限元模拟,分别对高速铁路路基及桥梁的沉降、相邻桥墩差异沉降、横向水平变形、纵向水平变形、轨道平顺性以及桥梁基础结构安全性等进行计算分析并给出合理的评价,从而确保基坑工程施工过程中高速铁路运营的安全性。研究结论:(1)高速铁路路基、桥梁叠加初始设计值后,各施工阶段的累积沉降值满足规范中15 mm、20 mm的限值要求;(2)高速铁路桥梁叠加初始设计值后的累积差异沉降满足规范中4 mm的限值要求;(3)叠加初始设计值后,各施工阶段横向水平变形均小于规范限值15.75 mm,纵向水平变形均小于规范限值28.06 mm;(4)在整个施工过程中,正线桥梁单桩承载力值均满足单桩容许承载力要求;(5)该研究成果可为邻近高速铁路的深基坑开挖等类似工程领域提供借鉴。     

沪蓉西高速公路高填石路堤沉降监测分析

高填路堤具有沉降或差异沉降大的特点,影响公路高填路堤沉降因素繁多,极易对路面及整体结构稳定造成破坏性不良影响,而有效地通过沉降监测分析其沉降变形规律,对施工前后的沉降及路堤变形进行对比分析,无疑对于特殊环境地带高填路堤的安全能够起到一定的作用。