文档介绍：中南大学
博士学位论文
高速铁路桩-网复合地基性状及设计方法研究
姓名:牛建东
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:刘宝琛;徐林荣
20060901
摘要在软基上修建高速铁路需要解决工后沉降控制和提高施工速度两大技术难题。桩一网复合地基的推出为解决稳定性和工后沉降控制这两大技术难题提供了新的途径。目前该方法在工程上已经有一定应用并取得较好的效果,但研究偏少。为此铁道部在京沪高速铁路进行了由一家设计院、两个工程局和三所高校共同参与的软土地基路桥设计参数特大型试验。本文以此高速铁路软土路堤昆山试验段为工程背景,对地基沉降、孔隙水压力、桩土应力比以及土工格栅应力、应变等项目进行系统测试、分析与总结,并在现场试验的基础上利用数值计算方法对桩一网复合地基的承载机理,稳定性及沉降规律进行研究,获取如下主要结论:确定桩一网复合地基现场测试项目、测试元器件的埋设方案、现场数据采集方案及测试频率:总结出一套针对高速铁路桩一网复合地基试验路堤的元器件埋设、测试方法及数据整理的方法并获得丰富、可信的现场实测资料,可供类似工程项目参考。基于地表沉降、分层沉降、;;通过基底应力、。宰捶治针对桩一网复合地基中采用的不同桩型,提出了各自适合的平面应变等效方法;对于砂桩,桩体刚度采用面积等效方法,加固区地基土层水平向渗透系数必须进行等效计算;对于搅拌桩,桩体刚度采用刚度等效的方法。确定了数值模拟中地基土、筋材、筋一土和桩一土界面所采用的数值模型及各模型所需计算参数。通过模型效验,验证计算模型及参数正确。得到了桩一网复合地基加筋垫层中筋材拉力、界面剪应力和界面相对位移的变化及参数影响规律。利用有限元强度折减法可以有效地解决桩一网复合地基稳定性分析问题,得到桩一网复合地基整个填筑过程安全系数变化规律、桩一网复合地基破坏机理及各组成部分对稳定性的影响规律,确定桩一网复合地基可以有效的改善路堤稳定性,提高填筑速率,缩短工期。殖〔馐馐苑治龀晒
垫层的设计参数——筋材抗拉刚度、筋材抗拉强度、加筋层数及筋土界面的计算方法,确定桩的设计参数——桩长、桩体模量、桩问距和桩径。根通过数值计算,,得到桩一网复合地基中地基土参数、桩长、桩体模量、桩的置换率、垫层弹性模量和筋材刚度等参数对总沉降量、加固区压缩量、下卧层沉降量及工后沉降的影响规律。确定桩一网复合地基中提高桩长、桩体模量及增加桩的置换率均可有效地减小和控制工后沉降,这些参数均存在临界值,超过参数临界值后再增加各参数量值,对控制工后沉降的作用有限。基于实测数据和加筋垫层及稳定性计算结果,确定桩一网复合地基加筋系数的取值范围和方法。根据沉降修正系数法,提出了桩一网复合地基沉降据以上结果,得到桩一网复合地基设计方法和步骤。关键词:,稳定性,沉降,有限元,加筋垫层,现场试验杓品椒
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导师签名辑日期:丛让月』日作者签名:型阻日期:』&吐年盘月』日作者签名:盐叠蛰原创性声明关于学位论文使用授权说明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权
第一章绪论前言过去的二十多年,是中国高速公路、高速铁路大发展的时间,尤其是在东部沿海地区,这些地区经济繁荣,资金、技术与智力亦高度密集,人员往来密集,客货运数量大,因此该地区对高速公路、高速铁路的需要更为迫切,建成后的经济效益与社会效益也更大,因此目前绝大部分的高速公路均建于此类地区。同样高速铁路的建设也集中在这些地区,目前,广深准高速铁路和秦沈客运专线已投入使用。十一五期间,高速铁路的建设规模更大,根据《中长期铁路网规划》【恐械规划,铁路部门将建立省会城市及大中城市间的快速客运通道,以及环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际快速客运系统。建设客运专线将达一点二万公里以上。此外