高速铁路路桥过渡段地基加固技术研究

摘要

近年来，随着高速铁路的快速发展，路桥过渡段差异沉降问题日益凸显，尤其是位于软土等特殊地基条件下的高速铁路工程，且随着列车车速和列车轴重的不断提高，对过渡段处的差异沉降要求更为严格，“桥头跳车”问题已成为影响高速列车行车安全的重要因素之一。鉴于目前的现状，本文以理论分析和数值计算为研究手段，系统地分析了软弱土地段高速铁路路桥过渡段的沉降规律并提出了相应的地基处理方法。
　　本文首先论述了常见的软土地基处理方法，分析了各种处理方法的优缺点和适用性，比较得出CFG桩复合地基是更适合于软土地段高速铁路路桥过渡段的地基处理方法。
　　基于有限元方法建立了高速铁路路桥过渡段二维数值模型，数值计算得出了路桥过渡段路基面沿纵向的沉降规律，并分析了过渡段材料参数变化对路基面沉降的影响。在此基础上，提出了几种基于CFG桩复合地基的过渡段地基处理方法，对比分析了各方案对过渡段差异沉降的过渡效果，对CFG桩复合地基处理高速铁路路桥过渡段软弱地基给出了优化建议。
　　基于文中提出的一种CFG桩复合地基处理方案，建立了高速铁路路桥过渡段轨道-路基-CFG桩复合地基三维有限元动力模型，分析得出了列车激振荷载作用下过渡段处复合地基的动应力分布规律，以及桩、土竖向加速度沿路基横向及深度方向的衰减特征。
　　本文所得结论可丰富高速铁路路桥过渡段地基加固技术，对软土地段的过渡段地基处理具有借鉴意义，为类似工程的设计提供了参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 路桥过渡段静力沉降特性研究

1．2．2 路桥过渡段动力特性研究

1．2．3 路桥过渡段结构形式研究

1．2．4 过渡段差异沉降控制标准研究

1．2．5 路桥过渡段处置措施研究

1．3 过渡段线路结构差异沉降原因分析

1．4 研究内容和方法

第二章 路桥过渡段地基加固技术

2．1 常用软弱地基加固技术

2．1．1 换填垫层法

2．1．2 排水固结法

2．1．3 振密、挤密法

2．1．4 置换法

2．1．5 桩基复合地基

2．2 过渡段地基处理要求及技术比选

2．3 过渡段CFG桩复合地基加固技术研究概述

第三章 过渡段数值计算方法

3．1 传统计算方法概述

3．2 有限元方法简述

3．3 ABAQUS对岩土工程的适用性

3．4 有限元分析中网格划分的原则

3．5 土的本构关系

3．5．1 弹性模型

3．5．2 弹塑性模型

3．5．3 其他模型

3．6 屈服准则

3．7 动力问题概述

第四章 高速铁路路桥过渡段二维数值分析

4．1 工程地质条件概况

4．2 计算条件分析

4．3 计算参数

4．4 有限元模型

4．4．1 模型的建立

4．4．2 分析步的定义

4．4．3 边界条件的定义

4．4．4 荷载的定义

4．4．5 接触的定义

4．4．6 划分网格

4．5 计算结果分析

4．6 参数研究

4．6．1 褥垫层

4．6．2 过渡段

4．7 小结

第五章 过渡段CFG桩复合地基数值分析

5．1 过渡段CFG桩复合地基加固技术研究

5．1．1 桩间距控制过渡段沉降变形

5．1．2 桩长控制过渡段沉降变形

5．1．3 桩身模量控制过渡段沉降变形

5．2 列车荷载下过渡段CFG桩复合地基动力分析

5．2．1 引言

5．2．2 复合地基动力分析理论

5．2．3 有限元模型

5．2．4 计算结果分析

5．3 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献