沪宁城际铁路桩-网复合地基变形特性及沉降计算研究

摘要

CFG桩网复合地基处理深厚层软土地基,与传统的CFG桩复合地基相比,具有对天然地基进行双向加强的特性,这使得其变形及沉降分析更为复杂。本文依托铁道部科技项目“沪宁城际铁路施工安全与沉降监测技术(合同编号:2009G008)”,基于沪宁城际铁路镇江段软基加固的现场试验,通过对地基沉降、侧向位移、格栅变形等项目的测试、分析与总结,对桩网复合地基的变形特性与沉降计算进行了研究,主要工作及结论如下:
　　 (1)针对桩网复合地基这种新型的高速铁路软基处理方式,在沪宁城际铁路镇江段,根据地质条件与设计方案选取三个断面进行现场试验,布置了柔性位移计、单点沉降计、分层沉降管及测斜管等测试元件,对沉降、格栅变形、侧向位移进行全面的监测。
　　 (2)通过总结现场实测数据规律,得到了土工格栅及地基土的沉降变形特性:土拱效应是影响格栅变形发展及网兜效应发挥的重要因素,根据土拱高度及地基土沉降特性,拱脚及拱心处均存在一定的受压区:地基土主体沉降发生在加固区(67％～87％),在加筋垫层的调节作用下,桩土协同承载效果良好。
　　 (3)综合考虑桩与网的相关参数,推导了桩网结构加固软土地基在高速铁路路堤荷载作用下的瞬时沉降计算公式,并验证了其可信度。
　　 (4)引入变权重的思想,基于实测沉降时程曲线,在规范推荐方法的基础上建立了新的沉降预测模型,结果表明该模型的精度更高且结果唯一,具有一定的实用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.1.1 软土地基处理技术的发展

1.1.2 国家基础建设的需要

1.2 国内外研究现状

1.2.1 桩-网复合地基基本组成及概念

1.2.2 桩-网复合地基工程应用进展

1.2.3 桩-网复合地基理论研究进展

1.3 问题的提出及主要研究内容

第二章 桩-网复合地基现场试验方案

2.1 概述

2.1.1 现场沉降监测目标

2.1.2 现场沉降监测方法

2.1.3 现场沉降监测频率

2.2 现场监测方案

2.2.1 试验段概述

2.2.2 监测断面地基处理概况

2.2.2 各断面地基监测方案

2.3 测试元件工作原理及埋设

2.3.1 单点沉降计

2.3.2 分层沉降仪

2.3.3 测斜仪

2.3.3 孔隙水压计

2.3.4 埋设注意事项

2.4 本章小结

第三章 桩-网复合地基变形特性研究

3.1 桩网复合地基土工格栅变形特性

3.1.1 桩网复合地基土工格栅张拉应力计算理论

3.1.2 桩网复合地基土工格栅现场变形机理

3.2 桩网复合地基土沉降变形特性

3.2.1 桩网复合地基试验段数据分析

3.2.2 桩网复合地基沉降规律总结

3.3 本章小结

第四章 桩-网复合地基瞬时沉降计算研究

4.1 软土地基瞬时沉降计算概述

4.2 CFG桩网复合地基瞬时沉降计算方法

4.2.1 瞬时沉降计算公式的推导

4.2.2 桩网复合地基的瞬时沉降计算公式

4.2.3 工程实例瞬时沉降量的计算与可靠性检验

4.3 本章小结

第五章 桩-网复合地基沉降预测研究

5.1 概述

5.2 沉降预测方法

5.2.1 三点法

5.2.2 双曲线法

5.2.3 星野法

5.2.4 抛物线法

5.2.5 Asaoka法

5.2.6 S型成长模型

5.2.7 灰色理论模型

5.2.8 变权重组合预测法

5.3 桩网结构复合地基沉降预测

5.4 各预测模型对比分析

5.4.1 三点法

5.4.2 双曲线法

5.4.3 Asaoka法和Gm(1,1)法

5.4.4 Verhulst法

5.4.5 S型成长模型法

5.4.6 变权重组合模型预测法[60-62]

5.4.7 各方法特性及铺轨条件讨论

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 进一步研究的问题

参考文献

致谢

在研期间发表的论文与参与科研情况