桩-板不同连接方式沉降机理及在路基处理中的应用研究

摘要

作为快捷、安全、高效和优质的交通方式，高速铁路已成为许多国家旅客运输发展的共同趋势。然而，高速铁路对路基沉降特别是工后沉降也提出了更高更严格的要求。因此，本文对桩-板不同连接方式的沉降机理及其在路基中的应用进行了研究。本文所做的主要工作和研究结果如下： 1.本文设计了预留净空桩基础及普通桩筏基础的群桩试验，采用给砂土染色及给桩进行标记，并连续照相的方法，深入研究了预留净空桩基础的沉降特性，并对两种基础就桩土相对滑移及桩端刺入进行了比较研究，最后给出了中桩轴力及侧摩阻力的变化情况，结论表明，预留净空桩基础，可使桩间土变形提前发生，加强桩土相互作用，减小桩土之间相对滑移，使桩、土相对于常规桩筏基础来说更趋于整体下沉。 2.对京津城际轨道交通工程的前期现场测试数据进行了分析，对DK84+050断面及DK84+150断面进行了比较，并总结了两个断面的沉降-时间发展分布规律、沉降沿深度分布规律及桩、土荷载分担情况。 3.采用室内三轴试验对京津城际轨道交通工程的土层参数进行了测定，采用大型通用有限元软件ABAQUS利用剑桥模型对其进行了模拟，并预测了工程投入使用20年后的沉降情况，进一步分析了两个断面的地面沉降发展情况、桩土沉降发展情况及孔压发展情况。 4.在DK84+050断面模拟的基础上，研究了预留净空桩基础在路基中的应用，并与实际工程的模拟进行了对比分析，研究了地面沉降发展情况、桩土应力发展情况及孔压消散的发展。结论表明，预留净空桩基础可以有效的减小路基工后沉降。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1引言

1.1.2无碴轨道的发展

1.2路基工后沉降的定义和组成

1.3桩顶与承台不同连接方式基础研究现状

1.3.1刚性桩复合地基研究现状

1.3.2桩顶预留净空复合桩基工作性状研究现状

1.3.3桩顶预留净空复合桩基在路基中的应用

1.4地基沉降计算与固结理论研究现状

1.5主要研究内容

第二章 预留净空室内模型试验

2.1试验概况

2.1.1试验装置

2.1.2加载装置

2.1.3试验土样

2.1.4测试内容

2.1.5试验工况

2.2试验结果分析

2.2.1沉降特性分析

2.2.2桩土相对滑移及桩端刺入

2.2.3中桩轴力及侧摩阻力的变化

2.3 小 结

第三章京津城际轨道交通现场实测分析

3.1工程概况

3.1.1工程简介

3.1.2土质情况

3.1.3沉降控制工程措施

3.2现场实测布置方案

3.3结果分析

3.3.1沉降-时间发展分布规律

3.3.2沉降沿深度分布规律

3.3.3沉降沿路堤宽度分布规律对比

3.3.4桩、土分担荷载情况

3.4 小结

第四章 京津城际轨道交通的有限元模拟

4.1有限元理论

4.1.1有限单元法的发展概况

4.1.2有限单元法的基本原理和基本步骤

4.1.3空间8节点等参数单元

4.1.4非线性材料的本构方程及求解

4.2 ABAQUS有限元分析软件介绍

4.2.1 ABAQUS中的本构模型

4.2.2 ABAQUS中的接触

4.2.3 ABAQUS中的单元

4.3室内测定土层参数

4.3.1 Cambridge等向硬化模型原理

4.3.2测定内容

4.3.3资料整理

4.3.4参数汇总

4.4对京津城际轨道交通工程两个断面的有限元模拟

4.4.1模型工况

4.4.2计算结果及分析

4.5 小 结

第五章 预留净空桩基础在路基中的应用

5.1模型工况

5.2试验结果分析

5.2.1地面沉降对比分析

5.2.2桩土应力对比分析

5.2.3孔压消散对比分析

5.3 小 结

第六章 结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢