中低压缩性地基高铁路基沉降计算研究

摘要

中低压缩性地基在普通的道路工程和多层房屋建筑工程一般仅需简易的浅层处理，因而对中低压缩土的沉降特性研究较少。随着高速铁路尤其是无砟轨道路基工后沉降控制标准的提高，如何在结合中低压缩性土的工程特性基础上，合理选择高速铁路中低压缩性土的地基加固措施和沉降计算方法成为高速铁路路基研究的重要方面。
　　本文依托赣龙扩能改建项目、沪宁城际铁路Ⅲ标和京沪高速铁路镇江试验段、昆山试验段，通过室内土工试验、现场监测、理论推导和反演分析，对中低压缩性土的物理力学性质、地基加固效果和中低压缩性土复合地基的总沉降和工后沉降计算方法展开研究。本文所作的主要工作和取得的主要结论如下:
　　(1)本文依托工程的中低压缩性土的物理力学性质可以概括为天然含水量低（20％-27％），孔隙比偏小(0.6-0.8)、压缩性中等～偏低(0.5-0.13)、不排水强度高(90-140kPa)。本文试验段的中低压缩性土饱和度既有接近饱和的也有不完全饱和的，而北方干旱少雨区的中低压缩性土均被视为非饱和土。
　　(2)现场监测表明，加固强度较弱的CFG桩桩网复合地基和路基放置4a的砂桩复合地基均能满足中低压缩性土无砟轨道路基工后沉降的控制要求。路基填筑高度达到6m左右能有效的加快中低压缩性土路基的填筑期沉降完成比例，缩短中低压缩性土的恒载预压持续时间。
　　(3)工程实用计算方法得到的中低压缩性土的总沉降计算值相对误差约50％，本文在考虑中低压缩性土复合地基桩土作用的基础上推导了复合地基沉降计算的解析解。解析解的计算结果相对于实测沉降值的相对误差约为17％-26％，明显低于工程实用计算方法。
　　(4)基于中低压缩性土复合地基的前期实测沉降值，反演并总结了饱和土和不完全饱和土的固结系数随时间的指数衰减规律。据此，估算了中低压缩性复合地基的后期固结度，估算固结度与实测固结度变化规律相似，计算精度能满足工程需要。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 中低压缩性土研究现状

1．3 复合地基沉降计算方法

1．3．1 工程实用计算方法

1．3．2 沉降计算的改进方法

1．3．3 复合地基的工后沉降

1．4 存在的问题

1．5 主要研究内容与技术路线

2 中低压缩性地基及其沉降计算参数

2．1 压缩性分类指标

2．2 物理力学特性

2．2．1 赣龙线

2．2．2 沪宁城际铁路

2．2．3 京沪高铁镇江段

2．3 沉降计算参数

2．3．1 饱和度

2．3．2 结构屈服应力

2．4 本章小结

3 中低压缩性地基的加固效果试验分析

3．1 CFG桩桩网复合地基

3．1．1 沉降控制效果分析

3．1．2 桩土应力比与荷载分担

3．1．3 孔压

3．2 CFG桩桩筏复合地基

3．2．1 沉降控制效果分析

3．2．2 桩土应力比与荷载分担分析

3．2．3 孔压

3．3 砂桩复合地基

3．3．1 沉降控制效果分析

3．3．2 桩土应力比

3．3．3 孔压

3．4 加固措施与效果分析

3．5 本章小结

4 中低压缩性土复合地基总沉降计算

4．1 工程实用计算方法

4．1．1 沉降计算方法概述

4．1．2 沉降计算实例与分析

4．2 复合地基沉降解析解

4．2．1 计算假定

4．2．2 公式推导

4．2．3 实例分析

4．3 本章小结

5 中低压缩性土复合地基固结分析

5．1 基于实测沉降反演的固结沉降分析

5．1．1 反演原理

5．1．2 固结沉降计算

5．2 中低压缩性土固结度的计算

5．2．1 固结系数的反演

5．2．2 固结度的计算与验证

5．3 考虑饱和度影响的固结度计算

5．3．1 考虑饱和度的固结系数反演

5．3．2 考虑饱和度影响的固结度计算与验证

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 下一步的研究内容

参考文献

攻读学位期间的主要研究成果

致谢