唐曹铁路软土路基沉降变形研究

摘要

随着我国经济建设战略布局全面展开，交通枢纽的建设进入又一个高峰期。为对接“一带一路”及“海上丝绸之路”的战略部署，铁路修建直达出海口不可避免的遇到滨海软土地基问题。软土地基因其自身特点在实际工程中易引发沉降变形问题。本文以唐曹铁路软土路基地段为研究对象，采取现场监测、理论分析和数值模拟相结合的研究手段，对该地区软土路基在施工过程中的固结沉降规律进行了研究。 本文对软土路基国内外研究现状和沉降综合控制技术进行了归纳总结，在此基础上，以新建唐山至曹妃甸铁路工程为依托，选取试验段进行了沉降监测，对实测数据进行分析，总结沉降规律，并采用双曲线法和三点法对工后沉降进行预测。 本文采用有限元软件PLAXIS对该试验段软土路基进行数值分析，计算中对淤泥、淤泥质粉质黏土及粉质黏土分别采用不考虑蠕变的摩尔—库仑模型和能反应土体时间效应的软土蠕变模型，同时对采用真空预压法处理的软土路基部分沉降影响因素进行了敏感性分析。 结果显示：两种本构模型均能在一定程度上反映软土路基的沉降规律与特性，但摩尔—库仑模型计算所得沉降值偏小，软土蠕变模型计算沉降值与实测更吻合，二者相差约14.5％，表明在软土的变形过程中，排水固结和蠕变是同时发生的，分析软土路基时，考虑蠕变—固结特性是必要的。 本文较为详细地研究了唐曹铁路软土路基的沉降特性及处理方式，得出了适用于本研究对象的结论，可为类似工程建设提供一定的参考。

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第 1 章绪论

1.1引言

1.2软土地域分布

1.3国内外软土路基沉降变形研究现状

1.3.1软土路基沉降机理研究现状

1.3.2软土路基沉降变形预测研究现状

1.3.3软土路基沉降控制技术研究现状

1.4本文主要研究内容及目的

第 2 章软土路基沉降综合控制技术研究

2.1软土路基的沉降机理

2.2软土路基沉降计算方法

2.3软土路基沉降变形的特点及规律

2.4软土路基沉降预测方法

2.5软土路基地基处理方法

2.6本章小结

第 3 章 路基填筑现场监测及结果分析

3.1工程概况

3.2观测断面及设置原则

3.3观测原件与埋设技术要求

3.4沉降观测方案

3.5.1断面沉降量与沉降速率分析

3.5.2断面填土高度与沉降量分析

3.5.3各路基段整体沉降分析

3.6本章小结

第 4 章真空联合堆载预压法现场监测及结果分析

4.1真空预压加固区的设计与施工

4.2监测内容

4.3监测数据及结果分析

4.4本章小结

第 5 章工程数值模拟

5.1 PLAXIS简介

5.2本构模型

5.2.1摩尔—库仑模型

5.2.2软土蠕变模型

5.3.1模型参数选取

5.3.2计算模型及网格划分

5.4.1表面沉降分析

5.4.2水平位移分析

5.4.3孔隙水压分析

5.4.4安全性分析

5.5路基沉降影响因素分析

5.5.1填土高度对沉降量的影响

5.5.2填土速率对沉降量的影响

5.5.3地下水位变化对沉降量的影响

5.5.4排水板间距对沉降量的影响

5.5.5真空压力对沉降量的影响

5.6本章小结

第 6 章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献