既有铁路路基边坡微型桩加固设计方法与应用研究

摘要

采用微型桩加固既有铁路路基边坡是工程常见方法，目前相关设计计算规范中未对该加固方法的理论和设计施工提出建议;同时，由于既有铁路路基边坡加固的紧迫性，往往难以进行精细化设计与施工，因而发展简便有效的微型桩设计和施工方法对铁路养护部门有重要意义和应用价值。结合文献调研、理论分析、数值模拟和工程应用研究，本文完成了如下工作:
　　 (1)在总结国内外微型桩加固机理的基础上，对微型桩设计思路和步骤进行了总结分析，由此提出了铁路路基微型桩加固简化设计思路。
　　 (2)在已有研究成果的基础上，基于构建简单实用的破坏模式，采用能量分析方法推导了简单铁路路基边坡稳定性计算式，并考虑微型桩加固的能耗效应获得了路基边坡微型桩加固稳定性分析与优化设计参数表达式。
　　 (3)针对不同依托工程案例的特点，分别推导了考虑路基顶部恒载和列车荷载、坡体内部地下水位和坡表水位影响下的路基边坡稳定性算式和微型桩加固设计参数表达式;分析表明路基顶部恒载和列车荷载、坡体内部地下水位和坡表水位对路基边坡的影响较大，强降雨或临坡河流水位常使路基坡体处于高含水量或高地下水位的不利条件，边坡稳定性显著减低;由此提出了综合处置措施，快速有效地处置了两处既有铁路路基边坡失稳病害。
　　 (4)基于依托工程案例，结合有限差分法数值分析软件，开展微型桩加固与否路基边坡工作性状分析，结果表明微型桩加固可有效提高路堤的抗变形能力和整体稳定性。
　　 (5)综合分析文献调研、理论计算和数值模拟成果的基础上，结合依托工程现场资料，总结了微型桩加固铁路路基边坡施工技术和质量控制方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 铁路路基病害类型与成因

1．3 铁路路基边坡稳定性分析方法

1．4 路基边坡病害微型桩加固研究现状

1．4．1 边坡失稳坍塌病害整治原则

1．4．2 边坡失稳坍塌整治主要措施

1．4．3 微型桩加固边坡研究现状

1．5 主要研究内容与方法

第二章 既有铁路路基边坡微型桩加固能量分析方法

2．1 概述

2．2 微型桩加固路基边坡的设计思路

2．3 路基边坡稳定性极限分析方法

2．3．1 能量分析方法基本概念与原理

2．3．2 强度折减技术

2．3．3 基本假定

2．3．4 路基边坡安全系数上限计算

2．4 路基边坡微型桩加固稳定性分析

2．4．1 路基边坡单排微型桩加固稳定性上限分析

2．4．2 路基边坡多排微型桩加固稳定性分析

2．5 路基边坡微型桩加固简化设计方法

2．6 本章小结

第三章 既有铁路路基边坡微型桩加固实例分析

3．1 概述

3．2 加固设计实例1分析

3．2．1 工程概况

3．2．2 路基边坡稳定性分析与加固参数计算

3．2．3 综合治理设计与加固效果

3．3 加固设计实例2分析

3．3．1 工程概况

3．3．2 路基边坡稳定性分析与加固参数计算

3．3．3 综合治理设计与加固效果

3．4 本章小结

第四章 铁路路基边坡微型桩加固工作性状分析

4．1 概述

4．2 微型桩加固路基边坡工作性状分析

4．2．1 实例1模型的建立与求解

4．2．2 实例2模型的建立与求解

4．3 本章小结

第五章 微型桩加固铁路路基边坡施工技术

5．1 概述

5．2 微型桩施工技术与质量控制方法

5．2．1 施工工艺流程图

5．2．2 微型桩的质量控制

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的研究成果