基于Hewlett方法的桩网复合地基土拱效应优化算法

桩网复合地基填土性质与土拱效应发挥程度直接相关,而传统土拱模型并不能有效反映填土黏聚力对桩土应力计算结果的影响。在Hewlett极限状态空间土拱效应分析基础上,采用填土综合内摩擦角指标完成空间土拱拱顶及拱脚位置处单元土体应力极限状态分析,考虑桩间土应力非均匀分布与被动土压力发挥程度的影响,得到桩网复合地基桩体荷载分担比解析表达式。研究结果表明:填土黏聚力显著提高路基填土土拱效应,复合地基设计应考虑填土黏聚力的有利影响;桩间土应力并非均匀分布,通过非均匀分布系数折减后,可有效提高弹性工作状态的桩体荷载分担计算结果;考虑被动土压力发挥程度的计算结果并不合理,应分别由桩顶和拱脚土体应力极限状态确定对应的桩体荷载分担比,取较小值为最终桩体荷载分担比结果。     

基于Winkler理论悬臂U型路基底板分析方法

系统开展了U型路基底板竖向荷载等效方法和Winkler弹性地基梁通用解法的研究,并将其应用于U型路基底板内力及变形关键影响因素分析。结果表明:U型路基内部填土产生的底板竖向荷载应采用等效均布方法;底板上表面分布荷载通过微段集中荷载叠加方法,能够得到复杂荷载条件下的Winkler弹性地基梁通用解答,并可实现U型路基底板内力与变形的快速求解;地基系数和底板厚度是决定底板承载性能的关键因素,地基系数越大,底板不均匀变形越小,结构内力越小;底板厚度同其刚度直接相关,厚度越大,底板内力及变形的不均匀性相对越小,但内力绝对值增大。     

实体基础Mindlin方法在高铁路基沉降分析中的应用研究

为解决刚性桩复合地基形式的高速铁路路基沉降变形分析问题，系统研究了实体基础Mindlin方法应用于高铁路基沉降评估的相关思路和关键技术问题。结果表明:高铁路基加固区压缩变形相对较小，可等效为刚性实体基础并将路基荷载传递和转移至加固区周边地基，加固区边界位置处等效荷载可分别通过Boussinesq方法和竖向力平衡方法确定；通过Mindlin点荷载附加应力叠加方法，能够实现地基内部任意位置处附加应力计算，分析结果同数值仿真模拟基本相同。     

基于数值模型应力提取的并线高铁沉降计算

为研究复杂工况下的既有高铁沉降评估问题,避免数值模型参数难以确定以及理论分析相对简单的缺陷,采用数值仿真模型确定地基附加应力,应用分层总和法实现对既有并线高铁附加沉降的精准评价。研究中,具体分析影响数值仿真模型附加应力分布的多个因素,并基于数值仿真和Boussinesq理论对比,提出高铁路基数值仿真模型建立的一般准则。数值仿真分析中,可不考虑土体本构、模量、泊松比、层状地基等因素的影响,数值模型水平与深度边界应为1.5倍～2.0倍的路基底宽,地下水对附加应力分布影响较大,提取应力过程中统一不考虑地下水。工程验证中,以并行京沪高铁的某高铁站为分析对象,完成并线高铁的数值仿真分析和附加沉降评估,评估结果证明:应用基于数值仿真模型附加应力提取进行既有高铁附加沉降评估,在理论上和工程实践上均可行有效。     

高速铁路悬臂U形路基结构设计分析方法研究

为解决高速铁路悬臂U形路基的结构设计问题,系统开展了基于极限状态设计理念的悬臂U形路基结构设计分析方法研究.基于昌景黄高速铁路试验段项目,对悬臂U形路基的结构形式、外荷载类型、荷载组合方式等开展了系列研究,提出了悬臂U形路基结构承载能力、抗疲劳性能、裂缝控制及挠度变形设计分析方法.分析结果表明:悬臂U形路基结构相较于传...     

电渗法快速降低淤泥含水率的试验研究*

电渗法可以快速降低淤泥的含水量,提高其不排水抗剪强度,实现淤泥的资源化处理,变废为宝。但是如何提高电渗效率,节约能源是该方法在工程应用中需要解决的一大难题。利用自行研制的试验装置,进行自然排水和3种类型电渗方案排水降低淤泥含水率的对比试验。通过测量各组试验过程中的排水量、电流和电势,以及试验前后土样含水率和不排水抗剪强度,从能量耗散和电渗效率及经济效益角度研究土体的性状。结果表明:采用电渗法对疏浚淤泥进行处理时,可以通过平行移动电极、控制合理电极间距和通电时间,达到高效节能降低淤泥含水率的目的。     

基于桩顶位移监测的抗滑桩安全性评价方法

为研究抗滑桩支挡结构位移监测同安全性之间的关系,建立基于桩顶位移监测的抗滑桩安全性评价方法,运用理论分析及编程计算开展研究。结果表明:抗滑桩变形以边坡滑动面为界限分为自由端和锚固段两部分;通过弹性地基梁方法可以得到抗滑桩变形同桩体内力间的对应关系,采用抗滑桩容许剪力、容许弯矩和地应力校核指标,能够实现对抗滑桩结构的安全性评价。     

基于压缩压胀分区的高铁地基水平位移分析方法

高铁路基工程中通常采用填土路堤结构,地基深层水平位移场将直接影响临近高铁或其他构筑物的工程安全.鉴于高铁地基通常为深度方向上的层状地基,而Boussinesq或Mindlin位移解仅适用于均质地基变形分析,研究建立一种基于Boussinesq水平应力场进行地基水平压缩压胀分区的水平位移分析方法.通过路堤堆载引起的高铁地...     

长昆客运专线铁路路堑边坡监测数据预处理方法

长昆客运专线长沙至玉屏段DK314+501~DK316+800为岩溶地段深路堑边坡,线路以挖方通过山包腰部,地形起伏较大,浅层黏土为弱膨胀性。边坡位移监测数据存在明显的跳跃性、突变性特点,难以直接应用于路堑边坡变形发展趋势预测和稳定状态评估。为提高路堑边坡监测数据分析处理水平,挖掘现场监测数据的应用价值,研究路堑边坡监测数据的预处理方法,开展监测数据的等时距插值、平移还原、异常点剔除还原及平滑降噪方法研究,并进行长昆客运专线路堑边坡监测数据的拟合和位移发展趋势预测。平滑降噪后的等时距序列采用高次函数多项式拟合,能够满足短期预测要求,但中长期预测效果较差,拟合数据范围需实时更新,该研究成果为铁路工程路堑边坡自动监测数据的预处理方法提供参考和借鉴。     

多跨连续梁在桩板路基承载板设计中的应用

研究目的:桩板路基在高速铁路、重载铁路、并线帮宽、车站路基、路桥过渡段等应用场景中得到广泛应用,具有自重轻、承载强、结构可靠的技术特征,但其结构设计仍严重依赖于工程经验和仿真分析。为解决桩板结构承载板内力分布解析计算问题,基于多跨连续梁模型,开展桩-土-板共同作用下的桩板路基承载板解析理论研究,确定承载板横断面及纵断面方向内力与挠度变形分布特征。研究结论:(1)桩板路基上部荷载通过承载板主要传递至桩基,承载板变形一般不超过0.5 mm, 1 m厚承载板已具备足够截面刚度,可满足一般设计工况;(2)承载板横断面承载以双向行车为最不利荷载因素,桩顶位置的承载板截面负弯矩数值远高于跨中正弯矩;(3)承载板纵断面内力分布更为复杂,边跨内力及变形远高于中间跨,宜采用纵断面不等跨布桩方式;(4)本研究成果可应用于桩板路基结构的承载板设计及配筋检算。