下伏坎儿井暗渠对高速铁路路基稳定性影响

针对下伏坎儿井暗渠的高速铁路路基稳定性问题,采用有限元极限分析方法进行模拟研究.结果表明:路基荷载作用下下伏坎儿井暗渠路基的破坏模式主要有暗渠上部土体发生破坏和路基边坡发生滑动破坏2种,随着暗渠埋深和水平位置远离路基,破坏模式逐渐演变为路基边坡的自身破坏;暗渠临界深度分布曲线呈"W"形,且主要与暗渠位置、断面形状、断面...     

循环荷载作用下浅埋坎儿井地基的稳定性研究

坎儿井是中西亚及我国新疆地区的特色地下水利工程结构。随着“一带一路”倡议的提出,在上述地区修建高速铁路不可避免地会遇到与坎儿井交汇问题。低矮路堤下隐伏浅埋的坎儿井暗渠可能会在高速列车荷载作用下塌陷,进而影响上部地基和路基的稳定。通过模型试验研究循环荷载作用下的浅埋坎儿井地基稳定性,探讨了暗渠埋深对地基土压力演变规律的影响,并结合PIV技术分析了地基土体的压缩变形特征及潜在破坏面。研究结果表明：1)随循环荷载增大,暗渠上方的土压力沿地表深度增加由先增后减的演化规律转变为持续减小,且最终均小于水平两侧的土压力;2)随着暗渠埋深增加,地基结构所能承受的最大循环荷载频率增加,在暗渠未完全塌陷时的地表沉降减小,但暗渠完全塌陷后的地表累计沉降也随之增大;不同暗渠埋深地基开始出现较大地表沉降变形的临界循环荷载频率均为5～10 Hz;3)上覆荷载作用下,浅埋暗渠地基土体的高变形区域随暗渠埋深的增加由“倒锥型”转变为“漏斗型”,潜在滑动破坏面在暗渠埋深达到7.5D(D为暗渠直径)后仅发展至暗渠上方;在暗渠埋深5.5D至7.5D之间存在循环荷载作用效果转折的临界点。试验结果为探讨坎儿井地区高速铁路地基的稳...     

坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响

为更深入全面了解坎儿井地基的研究现状，以伊朗德伊高速铁路为依托，对坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响进行综述，重点介绍坎儿井的建造过程、结构形式、用途、优缺点以及相关灾害，卫星遥感、物探和钻探等技术在坎儿井勘察应用方面的研究进展，坎儿井与新建高速铁路之间的相互影响机理，并针对德伊高速铁路沿线的坎儿井，开展勘察、分类和稳定性分析。结果表明：德伊高铁跨越坎儿井77处，下伏坎儿井暗渠埋深为2.0～40.0 m，直径为0.5～2.0 m，形状主要有马蹄形和圆形，支护类型分有无支护2类，可按暗渠与线路交角、暗渠埋深、截面面积、截面形状和支护类型对德伊高铁沿线的坎儿井进行分类；针对德伊高铁沿线坎儿井采用电法和瑞雷面波法探测效果不佳的问题，利用地质雷达可有效识别埋深小于15.0 m的坎儿井暗渠，在此基础上通过钻探可进一步明确坎儿井的准确埋深、大小和所处地层条件；当坎儿井暗渠埋深小于稳定临界深度时，须采取加固处理措施，并在后期运营阶段加强对路基长期变形的监测。针对坎儿井勘察、分类、稳定性评价和加固处理措施等方面开展的系统性深入研究，可为新疆地区和“一带一路”地区高速铁路建设工程领域提供技术支...     

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。     

改建铁路白阿线扩能改造工程线路方案研究

针对既有白阿铁路的现状及存在的问题,重点研究不同速度目标值下线路的扩能方案。结合既有路基工程地质条件、既有路基病害整治及加固处理措施,比较分析既有线抬高路基与挖除换填方案。根据路网规划、项目的功能定位、既有线现状及工程情况,确定白阿铁路扩能改造工程线路方案采用160 km/h速度目标值增建第二线方案,既有线路基病害段落采取抬高路基措施。     

沪宁城际铁路基坑开挖对既有线动态影响分析

研究目的:随着列车运行速度的提高,轨道结构的动力响应将增加,对轨道结构动态几何形位的良好保持提出了更高的要求。本文以既有沪宁线旁沪宁城际铁路桥墩基坑的开挖为例,分析基坑开挖对既有沪宁线路基沉降的动态影响。研究结论:通过建立车辆-轨道-路基耦合系统动力分析模型和路基-土体-基坑-支护结构耦合系统动力分析模型,分析基坑对路基沉降的影响。结果表明:基坑的开挖深度、开挖后支护方法、列车通过方式均对邻近既有线路路基沉降造成影响。3种不同工况下的竖向动位移范围在0.8~1.6mm,满足规范要求。     

路堑爆破开挖对既有铁路路基振动影响研究

延安—延川高速公路连接线路基扩堑爆破近接既有包西铁路路基工程,最近处距离既有包西铁路路基仅8m.利用数值模拟及经验公式对爆破振动速度进行计算,研究爆破振动对近接既有线路基的影响.研究表明:(1)利用三维动力数值计算得到路堑开挖爆破施工对既有铁路路基的质点峰值振动速度最大为1 mm/s;(2)根据萨道夫斯基经验公式计算得...     

暗挖地铁隧道斜交下穿既有铁路的施工研究

研究目的:新建地铁隧道下穿既有铁路工程涉及到铁路运营安全和地铁施工安全,受到工程界的重视.文中选取暗挖地铁隧道斜交下穿某既有铁路工程为研究对象,该地铁隧道为双线、部分浅埋隧道,隧道采用暗挖法施工难度和风险较大.通过ansys计算软件按初步设计的施工顺序和施工工艺进行三维数值计算,分析隧道施工引起的地层沉降和塑性区分布.研究结论:(1)隧道施工引起地层内力重分布,是地表产生沉降的原因,但是列车荷载对地表沉降的影响更为显著;(2)数值计算对施工措施的选择提供了重要依据;(3)施工前对铁路路基注浆加固或在铁路路基两侧预埋袖阀管根据沉降情况进行注浆,可对沉降变形进行控制.     

三维环境下路基设计模式研究

研究目的:在道路工程三维设计系统中,选择合适的路基工程设计模式对路基设计模块的构架、开发以及应用有重要意义.本文通过研究道路工程三维设计系统中的多种路基工程设计模式,提出适宜的设计模式以及相应的系统开发总体解决方案.研究结论:从理论上将道路工程三维设计系统中的路基工程的设计模式分为真三维设计模式、准三维设计模式和伪三维设计模式.通过对生产需求、路基工程特点、设计理念转变、既有资源利用、项目综合投入等多方面分析,采用准三维设计模式开发三维路基工程设计模块是适宜的.在一定条件下,将准三维设计模式和伪三维设计模式统筹考虑、分步实施,也是可行的.     

高速铁路路基帮宽沉降变形控制技术研究

为研究不同地基处理措施对路基帮宽附加沉降的影响,依托工程实际,运用有限元仿真技术和简化复合模量法,对既有无砟铁路路基处理方案进行研究,计算不同地基处理措施下的既有路基附加沉降值。研究表明:两种方案的附加沉降值在6. 8～10. 3 mm之间,采用"钻孔灌注桩+钢筋混凝土板"的沉降计算值较"预应力混凝土管桩+钢筋混凝土筏板"小2. 5 mm左右,产生的附加沉降均可通过扣件进行调整。另一方面,施工过程中应加强实时动态监测,尽量避免大型笨重施工设备在既有线附近停留。     

地铁盾构下穿对既有铁路变形的影响

随着轨道交通的发展,地铁盾构下穿既有铁路的工程日益增多,其工程难度较大且变形难以控制.本文以北京市地铁14号线穿越京津城际铁路为例,通过ANSYS有限元软件,建立地层-土体结构三维实体模型,模拟盾构穿越京津城际的施工过程,分析探讨不同工况下既有铁路路基及轨道结构的变形规律,并提出理论分析方法和既有铁路保护措施,为今后类似盾构穿越工程提供建议和参考.     

新建铁路联络线对既有铁路路基扰动变形影响研究

铁路联络线引入既有运营线的扰动变形控制关键技术相对空白,亟需对该领域展开进一步研究.依托鲁南高铁曲阜东站联络线引入京沪线工程,开展管桩、微型桩及灌注桩挤土变形试验,研究群桩地基加固对邻近场地的扰动变形影响,进而为新建联络线地基加固设计提供依据;通过建立接轨段路基三维数值模型,研究新建联络线不同路基填料对既有路基的附加沉...     

新建线近接京沪高速铁路路基变形控制关键技术

以新建鲁南高速铁路近接既有京沪高速铁路工程为依托,分析了此类近接工程路基变形成因及控制难点,提出了以少扰动桩基加固+减载填筑施工+路基变形动态监控为核心的变形控制关键技术体系.结果表明:近接既有高速铁路过程中同时考虑少扰动地基处理、填筑泡沫混凝土减轻附加应力与变形,控制既有高速铁路路基变形不超限,并通过开展路基变形高精...     

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。     

联络线施工对邻近线路基扰动影响

新建高速铁路联络线引入邻近既有线时,联络线建设引发的附加荷载可能对既有路基产生扰动.本文依托鲁南高速铁路曲阜东站联络线接轨段路基工程,开展不同桩型群桩试桩试验,研究群桩成桩对邻近场地的挤土变形影响,同时对比不同桩型成桩工艺的优缺点,进而为联络线地基加固方案提供设计依据.并在此基础上,结合接轨段路基变形监测数据,研究联络...     

高压电缆下穿轨道交通地面线变形监测

研究目的:大直径管线下穿既有轨道交通地面线为重大风险工程,为保证工程顺利施工和既有线路安全运营,应进行严格的变形监测。本文阐述管线下穿对既有地面线路基、轨道的变形影响及监测,为类似地面线下穿工程提供借鉴。研究结论:受施工影响,既有地面线路基变形基本经历了下穿明显沉降、工后显著沉降、沉降趋缓、沉降稳定的过程,路基沉降量较大,轨道轨顶沉降相应增加,应进行必要的调轨抬升;轨道几何形位变形和线路钢轨位移均较小,未超过控制值;受下穿侧土体扰动和地下水位季节性变化的影响,上地桥出现接近施工侧结构上浮现象,桥与路基间差异沉降增大,类似工程应注意回填土和地下水对桥体的异常影响。     

灰土桩加固既有铁路路基关键技术研究

研究目的:采用灰土桩加固铁路路基的方法由来已久,但灰土桩加固既有铁路路基的设计理论尚不完善,对于灰土桩的加固效果、加固后的沉降值大小、灰土桩的参数优化均需要通过数值分析及试验得出结论。基于此,本文以灰土桩加固大准重载铁路路基为工程背景,借助有限元软件对桩轴倾角、桩径、桩距、桩长等因素对灰土桩加固既有铁路路基效果的影响进行了研究。研究结论:(1)灰土桩采用45°倾角时可兼顾加固深度及应力分布均匀性;(2)根据铁路路基实际尺寸合理选择桩径,一般桩径宜取0. 25～0. 3 m;(3)桩间距取3-4倍桩径时加固效果最好;(4)对斜向灰土桩复合路基设计参数的调整优化,应首先考虑桩长的影响,在合理范围内尽可能增大桩长,其次选择合理的桩轴倾角、桩径及桩间距;(5)本研究成果可为灰土桩加固既有铁路路基的工程设计和安全评价提供理论依据。     

煤矸石路基填料强度与变形特性研究

煤矸石作为高速公路路基填料已得到广泛应用,但对煤矸石的研究远落后于工程实践.根据Talbot推广的级配控制方程,采用人工级配的方法,通过大型三轴试验研究煤矸石路基填料在不同围压、不同级配和不同压实度下的强度及变形特性.试验结果表明:煤矸石路基填料的轴向应变均随轴向应力的增加而增加,应力-应变曲线无明显峰值,属于应变硬化...     

软土地区新建城市轨道交通线路路基对邻近既有线路路基水平变形的影响分析

依托东部沿海软土地区某城市轨道交通路基帮宽工程,利用同济大学L-30土工离心机进行土工离心模型试验,研究既有CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基路基在邻近堆载作用下土体和桩体的水平变形规律。利用有限元数值模拟方法,研究既有路基和新建路基的不同加固形式对既有路基水平变形规律的影响。研究表明:在邻近堆载的作用下,软土地区城市轨道交通线路路基坡脚外2 m土柱的水平变形呈现"弓"型变化规律,随埋深增加,水平变形先增大后减小;路基CFG桩复合地基中的CFG桩的水平变形呈现漏斗型变化规律,桩顶水平位移最大,随埋深的增加,水平变形逐渐减小;新建路基中桩基的存在,可有效减小既有路基的水平位移;在CFG桩桩顶增加筏板,能将CFG桩的水平变形规律由漏斗型改变为"弓"型,同时减小桩体的最大水平变形。     

清远市磁浮旅游专线线路方案研究

研究目的:通过对已开通中低速磁浮项目的研究,分析得出其具有小半径、选线灵活、爬坡能力强等特点;但既有项目工程条件单一,以桥梁工程为主,不具有广泛代表性.清远市磁浮旅游专线走行于城市规划区,多次与既有铁路、高速铁路、高等级公路交叉;工程条件复杂,类型齐全,包含大跨桥梁、双线隧道、三线隧道、高边坡路基等工程,其线路方案研究...