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。     

土工材料与高速铁路路基工后沉降控制

通过桩网复合地基沉降变形、基底土压力等观测测试,分析桩土应力分担比的变化过程、土工格栅的受力特点及沉降变形规律,探讨土工格栅等土工材料控制路堤工后沉降的效果及设计方案,并介绍了土工材料在路基工程其他方面中的应用。     

土工格室加固软弱地基模型试验研究

通过物理模型试验研究土工格室加筋土地基的承载力、变形特征及加筋格室参数对加固效果的影响,以确定土工格室加固路堤软弱地基的合理结构形式。研究结果表明:与无筋土地基比较,土工格室加筋垫层可以有效地扩散路堤等上部结构的荷载,降低地基中的剪应力,使软弱层的沉降曲线变得比较平缓,也对软弱地基的侧向变形产生了较大的约束作用,提高了地基的抗剪强度,增大了地基承载力;土工格室加筋位置影响地基加固效果,土工格室应布设在靠近软基顶面或地面线以上较低处,以达到较好的加固效果;加筋长度对软基加固效果也有一定影响;设计中宜将加筋布设在竖向附加应力扩散范围之内。     

路基加筋垫层土工格栅拉力计算方法研究

研究目的:土工格栅加筋垫层具有扩散应力、调整桩土应力比、提高地基承载力和减小不均匀沉降的作用,在铁路复合地基中得到了广泛应用,但目前格栅拉力的计算方法并不统一,因此有必要针对土工格栅拉力的计算方法展开系统研究,以期为铁路复合地基格栅垫层的设计提供参考。研究结论:以武广客运专线为工程背景,总结了不同格栅拉力计算方法,建立平面有限元分析模型,在考虑不同格栅模量的条件下,分析了路基填筑过程中地基面沉降、土工格栅受力及桩土应力比的变化规律。填土高度增加到一定程度后,地基面沉降、土工格栅受力及桩土应力比增加趋缓,格栅模量的增加使土工格栅受力增加明显,加筋垫层的使用可以有效地解决桩顶应力集中的问题,对地基沉降能起到较好的控制作用。     

动载作用下桩网结构低路基双层土工格栅力学特性

研究目的:为研究列车动载作用下的土工格栅-桩间土-桩相互作用机理,建立桩网结构低路基加筋垫层双层土工格栅动力分析有限元模型,分析列车动载作用下的土工格栅的受力及变形规律。研究结论:(1)路基结构加筋垫层中,沿线路纵向方向的双层土工格栅其下层格栅拉力较大,列车荷载作用下,下层土工格栅的拉力增量较大;(2)上层土工格栅的竖向位移较大;沿路基横断面方向,上层土工格栅拉力较大,路基中心到坡脚的上、下双层土工格栅拉力的差逐渐减小;(3)列车荷载下的下层土工格栅拉力增量较大;(4)双层土工格栅能够减小其竖向位移和动荷载后格栅拉力的增量,进而减小沿线路纵向和沿路基横断面方向上的不均匀沉降,且较单层土工格栅更易发挥格栅的张力膜效应;(5)本研究可为铁路路基结构土工格栅工作机理分析提供思路和方法。     

湖区公路拓宽工程处治技术应用分析及监测

结合某湖区公路拓宽工程,通过对路基拓宽工程病害的成因分析,认为新老路基结合部间的不协调变形是路基拓宽工程病害产生的根本原因.基于"变形协调与控制"的处治思想,分析了土工格栅防止路基不均匀沉降的机理,对土工格栅的处治效果进行评价.在具有典型地质条件和较高填方地段布置了监测断面,进行动态监测.监测结果显示,加筋路堤内部的竖向应力随格栅层间距的减小而降低,而水平应力却随之增加;沉降随格栅层间距的减小而减小.研究结果表明,土工格栅处治后拓宽路基变形及新老路基差异变形均很小,为新老路基差异沉降的评价提供了依据.     

竹筋格栅加筋山区挖填路基 受力变形研究

利用我国西部山区的竹材作为挖填路基的加筋材料,对湘西楠竹筋材的抗拉、抗弯强度进行测试,并与传统加筋材料的力学性能进行比对;基于Pasternak模型对挖填路基进行简化,对竹材加筋挖填路基抗弯变形性能展开研究;利用FLAC3D有限差分软件建立加筋挖填路基三维模型,就加竹筋格栅、加土工格栅及不加筋3种工况下的路基顶面差异沉降进行对比分析。研究结果表明:竹材能满足规范对筋材力学性能的要求;竹筋格栅加筋能有效减少路基顶面差异沉降,且其加筋效果优于土工格栅。研究成果可为控制挖填路基填挖结合部差异沉降提供技术支撑,为挖填路基的设计、施工提供参考。     

CFG桩-网复合结构软基加固技术及其实际应用

研究目的:探讨有关CFG桩加固软土地基的设计、施工等方面的问题。研究方法:通过CFG桩-网复合结构加固上海某高速铁路试验段深厚软土地基的工程实例,对该法处理软土地基的设计方法、施工工艺、质量检验方法及注意事项进行了详细的阐述,并对其加固软基机理进行了较为深入的分析和探讨,对两种不同桩长的加固效果、在路堤荷载下的沉降变形规律、土工格栅的应力应变等进行了相关试验和现场测试研究。研究结果:桩长为27 m穿透软土层的CFG桩-网复合结构,填筑施工完成8个月后能满足高速铁路(有碴轨道)对软土路基承载力和工后沉降5 cm的要求,为应用CFG桩加固技术进行深厚软基处理的设计、施工与质量检验等提供了可靠的数据和参考依据,为我国在软土地区修建客运专线积累了宝贵的经验。     

碎石桩结合土工格栅加固高原软土地基的实践

结合工程实例,介绍碎石桩结合土工格栅加固高原软土地基的工作原理、施工要点,并进行地基处理效果分析,确保铁路路基施工后沉降和抗滑稳定性能满足设计要求。     

高速铁路CFG桩-筏结构沉降控制现场试验

研究目的:通过对京沪高速铁路典型工点现场地基沉降试验研究,掌握CFG桩加固后的深厚松软土地基加固区与下卧层的压缩沉降及地基总沉降变形规律,进一步评价高速铁路CFG桩-筏结构处理深厚层地基的沉降控制效果。研究结论:现场实测数据表明:(1)CFG桩-筏结构路基的工后沉降满足规范要求;(2)下卧层沉降是沉降的主要组成部分,约占总沉降的74%;(3)桩-筏结构的地基沉降控制效果要好于桩-帽-网结构,本文试验条件下,前者沉降约为后者的73.5%~75%;(4)分析表明,对于沉降要求严格的无砟轨道软土路基可优先采用桩-筏基础结构型式。     

土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性的试验分析

利用离心试验和数值模拟方法研究土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性效果并给出设计参数。对不同加筋方案(竖直间距0.5、1 m)与不加筋的膨胀土路堤边坡位移的分析结果表明:(1)中心填高为10.9 m、坡率为1∶1.5的素膨胀土路堤边坡在自然状态下不稳定;(2)对于整体稳定性好,仅存在浅层破坏的膨胀土路堤,铺设长度为4 m,间距为0.6~0.8 m的土工格栅可保证路堤稳定性;(3)对于存在整体稳定性问题的路堤边坡,需加长土工格栅长度或采用通长配筋方法提高路堤边坡稳定性。土工格栅对膨胀土路堤边坡的稳定性提高有显著作用,是有效的措施。     

土工格栅在青藏铁路路基工程中的应用

通过对加筋路堤与未加筋路堤水平位移变化特征的比较分析 ,介绍土工格栅在青藏铁路路基工程中纵向裂缝防治中的应用 ,并对土工格栅在多年冻土区铁路工程中应用的效果进行初步评价     

铁路软土地基路基沉降控制技术研究

研究目的:软土地基沉降控制是高速铁路路基工程中的关键技术。本文结合我国高速铁路的发展和建设,选取京沪高速铁路、温福铁路、沪杭客专等不同区域不同成因软土、不同地基处理方法的代表性试验工点,以高速铁路沉降控制为重点,在现场测试试验数据的基础上,对软土不同地基处理方法的地基受力变形特性及沉降控制效果等进行系统的总结和研究。研究结论:(1)对沉降控制严格的无砟轨道不建议使用排水固结法,但若有足够的放置时间并结合堆载预压也可满足工后沉降的要求;(2)水泥土桩处理深度有限,用于无砟轨道应谨慎,需要结合地区经验并留有足够的放置时间,且一般应结合堆载预压使用;(3)CFG桩、预应力混凝土管桩桩网结构、桩筏结构沉降控制效果较好,沉降稳定时间较短,可用于无砟轨道路基软土地基加固;(4)桩板结构沉降控制效果好,但工程费用高,可用于特殊地段;(5)本研究结论可为高速铁路软土路基地基处理措施选择及沉降控制提供指导作用。     

土工格室柔性结构体系处治桥头跳车数值模拟研究

桥头跳车是长期影响高速公路运输质量的常见病害之一,实践证明,将土工格室加筋于高速公路软土地基上路桥过渡区域,为缓解桥头跳车现象的有效方法之一。为深入研究土工格室的加筋效果并优化设计,利用ADINA非线性有限元分析软件,建立高速公路台后加筋路堤与地基的三维模型,计算分析土工格室加筋对路堤沉降、地基水平和竖向位移、地基土体的应力场分布(竖向应力及剪应力)的影响,并通过对比计算,分析了土工格室高度、地基土性质、路堤填料性质及底层土工格室等因素对加筋效果的影响,对土工格室柔性结构体系的设计优化提出建议。     

土工格栅加固铁路道砟的颗粒离散元模拟研究

研究目的:道砟是有砟轨道的关键构成,其变形累积将直接造成轨道的下沉破坏。随着列车运行速度的提高,道砟的变形对有砟轨道的行车安全性、舒适性和轨道养护维修工作量的影响也越来越大。因此,开展高速铁路道砟变形机理的研究具有重要意义。近年来,一些学者开始将土工格栅应用到铁路道砟的加固中,用以减小铁路道砟的沉降变形,但总体来说还不够成熟和完善。为进一步研究铁路道砟的变形机理及土工格栅加固铁路道砟的效果,本文以铁路道砟为研究对象,建立土工格栅加固铁路道砟的三维颗粒离散元模型,进行循环荷载作用下的数值试验,分别研究土工格栅不同安设位置、不同刚度以及不同网格尺寸对铁路道砟加固效果的影响。研究结论:(1)土工格栅加固铁路道砟效果明显,能够有效减小铁路道砟的沉降变形;(2)土工格栅安设位置不同,其加固效果也不同,当土工格栅距离模型箱底面100 mm时效果最好;(3)随着土工格栅刚度的增大,道砟的沉降变形逐渐减小,但当刚度增大到一定值后,对减小道砟沉降的作用有限;(4)土工格栅网格尺寸对铁路道砟加固效果有明显影响,但这种影响不是单调的,即存在一个合理的土工格栅网格尺寸使其加固铁路道砟的效果最好;(5)该研究成果对深入理解铁路道砟的沉降机理及土工格栅在铁路道砟加固中的应用均具有一定的参考意义。     

软土地基上路堤填筑施工与监理

结合黄万铁路综合A-3标实例,介绍从软土地基上填筑路堤施工的原地面处理、砂砾垫层摊铺、袋装砂井施工、铺设土工格栅、路堤本体填筑施工方法,以及沉降观测及监理,针对渤海湾滨海地区的冲相沉积层和上更新统冲积层的软土力学特性,设计一套完整的复合地基加固技术方案,为今后高填软土路基的加固提供了工程实践经验。     

布袋注浆桩加固深厚夹层软弱地基施工技术

结合工程实例,介绍深厚夹层软弱地基新型加固技术—布袋注浆桩的加固机理、施工工艺、质量控制、检测方法及沉降、位移观测方法。布袋注浆桩是采用注浆技术和土工织物综合应用而成的新技术,充分利用布袋注浆桩的排水、隔水、加筋和加固作用,加速土体固结,提高土体的承载力和复合模量,减少土体压缩变形及地基沉降量,有效控制软弱地基的工后沉降,满足高标准铁路路基的稳定性和工后沉降控制要求。     

高速铁路CFG桩-帽-网结构路基沉降控制的现场试验研究

为考察CFG桩-帽-网结构路基处理深厚层软弱地基的沉降控制效果,选择某高速铁路典型工点进行现场测试,系统采集了路堤、加固区及下卧层总沉降及分层沉降。数据分析表明,CFG桩-帽-网结构路基沉降满足规范要求。     

海南东环线路基现场应力测试研究

路堤基底应力大小及分布形式,对地基沉降计算影响较大;复合地基垫层中土工格栅拉力大小是柔性拱作用效果的重要反应同时为土工格栅强度选择提供依据。海南东环线全风化花岗岩路基基底应力测试和复合地基垫层中土工格栅拉力测试表明:比例荷载法计算基底附加应力大于实测值,均布荷载计算值小于实测值,弹性土堤法和修正比例荷载法计算的附加应力接近实测值;土工格栅拉力实测值与日本规范法计算值接近,欧洲规范计算值明显大于实测值,目前国内土工格栅强度满足受力要求。     

某车站软土地基处理

根据该车站横断面布置及地层情况,通过稳定及沉降检算分析,考虑软土在上部附加荷载作用下产生的固结强度增长,采用铺两层土工格栅增加稳定力矩,在边坡不稳定范围内采用多向水泥搅拌桩共同保证路堤边坡稳定性,在路堤正下方采用CFG桩控制地基变形的复合地基处理方法对软土地基进行加固,较好的满足了路堤边坡稳定性及地基沉降的要求,比全断面单一采用多向水泥搅拌桩更经济,比全断面单一采用CFG桩更合理。