遂渝线无砟轨道桩-网结构路基及其试验研究

研究目的：为实现无砟轨道铁路路基严格工后沉降的控制,遂渝线无砟轨道综合试验段首次采用了桩-网结构路基方案,其工作机理及其承载特性需要研究。研究方法：采用数值计算分析、离心模型试验、室内循环加载动态模型试验、现场实验等方法对无砟轨道桩-网结构路基承载特性、工作机理进行了系统的试验研究,基于试验研究研究成果,就桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术进行了讨论。研究结果：基于试验研究研究成果,初步提出了桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术。研究结论：桩-网结构路基具有竖向沉降变形小、变形稳定时间短的突出优点。桩-网结构可用于无砟轨道铁路深厚软弱地基加固、已建土质路堤的加固、无砟轨道道岔区等特殊地基加固。     

路基桩板结构平面简化法则及解析计算

研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固结构,结构形式较为复杂,目前推广和应用路基桩板结构需要解决的首要难题是如何建立合理的计算模型,并采用合理的解析计算方法求解结构内力和变形.本文基于“等效代替框架法”原理给出各种形式的路基桩板结构的平面简化法则,建立平面杆件计算模型,综合“刚度法”和“地基系数法”给出了通用的求解桩板结构内力及变形的解析计算方法,并以托梁式桩板结构为例阐述解析计算的主要的计算公式及具体求解思路.研究结论:目前用简化的平面杆件力学计算模型来代替桩板结构实构是可行并且最有效的方法.本文给出的综合利用“刚度法”以及“地基系数法”求解平面杆件力学模型的结构内力的解析计算方法适用于各种形式的桩板结构,所求解的结构内力结果是合理可靠的,可以作为设计的控制解.     

深厚压缩层地基条件下桩筏基础路基沉降特性研究

研究目的:研究深厚压缩层地基条件下桩筏基础路基沉降特性,提出沉降计算及参数选取方法,供高速铁路路基沉降控制设计参考.研究结论:单桩承载及沉降变形特性与群桩具有明显区别,通过测试得到的加固区沉降实际上是由于桩对下卧层的刺入引起的,在桩筏结构沉降分析中应优先选用Geddes法.     

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。     

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。     

遂渝线无碴轨道桩网结构地基处理技术

研究目的:探讨有关遂渝线无碴轨道桩网结构加固地基技术设计计算理论等方面的问题。研究方法:通过回顾无碴轨道客运专线在中国的发展现状,结合遂渝客运专线土质路基上修建的无碴轨道综合试验段,对桩网结构地基处理技术设计计算理论进行了深入的探讨,包括桩网结构路基的构造研究、柔性拱的研究、承载力研究及沉降研究四个方面。基于桩网结构路基在列车荷载反复作用下,桩、网、土三者之间相互作用的复杂性,文章对桩网结构的室内大比例模型试验、现场原位动态测试试验、数值计算方法进行了详细的阐述。研究结果:对桩网结构的设计及计算方法进行了总结,并对试验段已开展的研究工作进行了阐述,希望今后在此基础上在无碴轨道桩网路基的施工中继续深入研究,积累更多的施工经验。     

既有铁路基床非开挖旋喷加固效果数值分析

在基床内采用纵向旋喷桩加固措施是我国既有路基结构的一种新型加固方法,目前工程实践尚处于早期尝试阶段,理论研究尚未开展。论文阐述非开挖旋喷加固机理,并率先基于有限元理论建立列车-轨道-加固体路基三维动力分析模型,研究既有铁路路基加固前后基床动力特性变化。计算结果表明:(1)纵向旋喷桩可以有效控制路基面竖向位移,其中,在基床表层中加固效果明显,加固后路基面竖向动位移减少了41.2%;(2)旋喷桩加固后会引起路基面动应力增大,但由于固结体强度大幅增加,增加动应力与材料强度比值减小,所以整体路基结构受力有所改善;(3)非开挖旋喷加固法是一种有效的路基加固方法,适用于既有线路在运营条件下的快速加固。     

复合地基桩网结构的加固机理及其设计方法探讨

由于桩网结构复合地基具有提高土体的承载力,减小地基不均匀沉降等优点,近几年来在铁路软土地基处理中的应用越来越广泛,是目前加固软土地基的一个行之有效的方法.通过对桩网结构复合地基加固机理和受力情况进行分析说明,及对铁路路基软土加固设计方法的探讨,可以为铁路路基桩网结构的设计及施工提供一定的理论依据和实践指导.     

桩网结构基础在遂渝线无砟轨道试验段中的应用

研究目的:通过介绍遂渝线无砟轨道综合试验段桩网结构路基设计以及施工情况,阐明桩网结构基础的特点、必要性及设计流程。研究结果:桩网结构基础是一种刚性桩基,可以有效控制地基沉降达到设计要求,适用于对地基变形要求严格以及工期短或地质复杂地段的地基加固。     

基于荷载传递理论的刚性桩复合地基沉降计算

研究目的:软土地区高速铁路路基地基处理一般采用刚性桩复合地基结构,但目前考虑桩土协同工作的刚性桩复合地基沉降计算方法仍存在不足。本文通过荷载传递理论描述桩与桩间土之间荷载转移规律,由最小二乘法拟合桩间土表面荷载引起的加固区附加应力抛物分布方程,尝试建立刚性桩加固区沉降计算模型,为刚性桩复合地基沉降变形验算及桩体平面设计提供理论依据。研究结论:(1)刚性桩加固区桩与桩间土之间存在荷载相互转移现象,桩侧同时分布正负摩阻力;(2)桩间土表面荷载引起的加固区附加应力为非线性分布,可采用五点最小二乘法拟合其抛物分布方程;(3)沉降模型关于京沪高铁试验段刚性桩复合地基沉降计算结果与实测值接近,计算偏差约15%;(4)Randolph理论关于桩侧和桩端刚度系数取值方法使桩土沉降差计算结果偏大,刚度系数取值的合理性需进一步研究总结。