胶济客专非饱和土地基沉降特性试验研究

研究目的:由于非饱和土的复杂性,目前非饱和土理论还不完善,尚未形成成熟的非饱和土固结理论和沉降计算方法。地基沉降已成为高速铁路客运专线路基的主要控制因素之一,在掌握非饱和土物理力学特性基础上,揭示非饱和土地基沉降特性,对于在其上修建高速铁路客运专线根据工期情况选择更加合理、经济的地基处理措施具有重要意义。研究结论:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46%～80%;路堤在填筑期可完成总沉降的75%以上,经过3～5个月的放置,可完成总沉降的90%左右;非饱和土应力-应变、应变-时间关系均符合双曲线模型,沉降预测推荐双曲线法;非饱和土地基上一般地段修建有砟轨道客运专线地基不处理,修建无砟轨道客运专线只对地基浅层5～8 m采用复合地基处理,对于高填方及过渡段加大复合地基处理深度。     

胶济客专非饱和土路基沉降观测及分析

由于非饱和土固结理论的不完善,非饱和土沉降计算一般仍采用饱和土固结理论,故计算结果会存在误差,甚至与实际相差甚远,开展非饱和土地基现场沉降观测,以掌握其变形特性显得尤为重要。胶济客专非饱和土路基沉降观测结果表明,路堤填筑期可完成总沉降的80%左右,铺轨放置2个月可完成总沉降的90%左右;实测沉降值明显小于计算值,分析认为非饱和土地层参数选择、基质吸力、饱和度大小及沉降计算深度对计算结果影响较大有关。     

胶济客运专线非饱和原状粉质黏土固结试验

饱和度的高低是影响非饱和土固结变形特性的重要因素.针对不同饱和度的原状粉质黏土进行固结试验,得到粉质黏土的应力-应变及变形-时间的关系曲线,在此基础上综合分析应力、应变和时间三者之间的关系,进而对非饱和原状粉质黏土和浸水饱和后粉质黏土的固结压缩特性进行研究.     

高速铁路软基处理前后指标分析和参数反演

研究目的:目前沉降计算方法和参数都是建立在软土未经过处理基础上的,经过处理后这些方法和参数是否仍然适用,对于加固前后地基土性质的变化,很少有相关的研究。另外,通过土工试验得到的计算参数,受到试样扰动等影响,参数往往不准确,因此利用现场的实测数据对相关的参数进行反演,具有重要的工程意义。本文通过高速铁路软土地基的现场试验,对粉喷桩、浆喷桩的压缩模量与无侧限抗压强度的比值,排水固结法的固结系数、压缩模量进行反演,并对地基处理前后的物理力学指标变化进行分析。研究结论:(1)搅拌桩桩体模量可以取为无侧限抗压强度的40-50倍;排水固结法处理地基的淤泥质粉质黏土层,根据实测沉降推算的固结系数为室内土工试验的2.37倍;由静力触探得到的压缩模量大多比现场实测推算的小,室内土工试验大多比推算值大;(2)真空预压处理地基对压缩模量的提高最大,提高了1.99倍,搅拌桩处理对压缩模量提高最小,仅提高了34%左右;(3)软土地层经过加固处理后,软土由高压缩性土变化为中等压缩性土,经过各种方法加固处理后,软土的含水率下降,但其饱和度基本不变,仍然为饱和土,可以采用现行的软土沉降计算方法进行计算;(4)该研究成果可为地基处理相关指标和参数提供参考。     

武广客运专线红黏土地基压缩模量确定方法研究

研究目的:铁路客运专线无砟轨道路基对工后沉降要求严格,为准确获取武广客运专线红黏土地基沉降检算所需的参数,本文拟通过对红黏土地基室内土工试验及现场静力触探试验、标准贯入试验原位测试指标进行对比分析,确定红黏土地基压缩模量的有效方法,确保工程质量.研究结论:通过试验研究和对比分析表明,武广客运专线红黏土地基压缩模量与标准贯入击数N之间有良好的相关关系,相关系数达到0.85以上.对于红黏土地基上部硬塑土层,通过建立两者间经验公式,采用标准贯入试验击数对室内试验压缩模量E<,s>结果进行适当修正,可以较准确地确定红黏土地基压缩模量,以减小钻探取样及室内土工试验工作量,并有效减小因常规方法勘探取样土样质量不佳造成室内试验值偏低等问题.     

高速铁路非饱和土地基处理技术

通过分析室内固结试验成果,对非饱和土的水土特性及固结压缩特性进行研究,进而结合现场沉降测试结果对各类加固工法下非饱和土地基的沉降规律展开讨论。研究表明,虽然地基土的最终沉降量只与土体的压缩模量有关,但是非饱和土体的瞬时沉降受饱和度影响显著。从固结稳定时间上看,非饱和土的固结时间与饱和度有密切关系,低饱和度下,固结时间随着饱和度的增加而延长,当饱和度超过82.8%时,固结时间随着饱和度的增加而减小并最终趋近于饱和土的固结时间。采用双曲线模型预测地基土的最终沉降量,对不同工法加固非饱和土地基的加固效果进行评价,可以看出,强夯、换填和短水泥搅拌桩加固非饱和土地基完全满足高速铁路路基沉降控制要求。     

红黏土地基压缩模量与标准贯入经验击数关系研究

为准确获取红黏土地基沉降检算所需的参数,对武广客运专线典型红黏土地基室内压缩试验中的压缩模量和现场标准贯入试验击数进行了对比研究。结果表明,红黏土地基的压缩模量与标准贯入试验击数之间有良好的相关关系,对该类地基沉降变形计算参数的合理确定有一定的指导意义。     

高速铁路非饱和路基沉降特性及预测研究

工后沉降的准确预测是高速铁路设计与施工的关键,传统饱和土沉降预测曲线模型在非饱和土路基应用中存在拟合程度低、预测值偏小等问题。通过室内非饱和土一维固结试验分析基质吸力与干密度对非饱和土固结时间的影响规律,验证非饱和土沉降预测模型参数特性;并结合郑西高速铁路、石武高速铁路和秦沈客专典型断面的沉降观测数据,对比分析非饱和土沉降预测模型的适应性。结果表明,基质吸力对非饱和土固结时间有显著影响:固结时间随基质吸力增加呈现先增加后减少的趋势,因此,在一定基质吸力范围内,传统沉降预测曲线方法预测工后沉降存在预测结果偏小的风险;非饱和土沉降预测模型的两个参数与基质吸力分别存在指数与对数关系;应用实例表明非饱和模型具有拟合度较高且偏于安全的优点。     

郑武客运专线地基土沉降与变形规律的试验研究

研究目的:获取郑州至武汉铁路客运专线沿线地基土的沉降与变形规律。研究结果:选取代表性地区进行多组平板载荷试验,获得了沿线广泛分布的粉质黏土的变形特性及时效关系,分析了温度和前期固结压力对沉降的影响,最后提出了加固建议措施。     

京津城际路基试验段内软黏土剑桥模型参数优化

研究目的:京津城际铁路在天津段内广泛分布软土,其成因类型主要为冲积、海积,局部为湖沼堆积;岩性为各类黏性土、粉土、砂类土等,夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土.上述土体含水量、孔隙比较大,所以在路堤荷载及列车荷载作用下的沉降变形较大.为满足无砟轨道路基工后沉降的要求,设立路基试验段进行工后沉降的专项研究,为数值模拟计算提供依据.研究结论:剑桥模型属于等向硬化的弹塑性模型,适用于京津城际路基试验段内软土,模型考虑了材料的静水压力屈服特性、压硬性、剪缩性以及加卸载的影响;模型的试验参数测定方法简单,易于应用推广;选取修正剑桥模型作为本构模型较为科学合理.从三轴试验(加荷、卸荷)中得到试验曲线,为剑桥模型提供了必要的参数,为数值模拟计算提供了依据.通过改造三轴仪进行固结试验,并与普通三轴试验数据进行综合分析提高了试验精确度,实现了模型参数的优化,为剑桥模型在高速铁路路基工后沉降计算方面的研究提供了一种可靠的参数.     

无碴轨道涵洞地基加固及沉降控制

研究目的:在客运专线无碴轨道的设计中,探讨涵洞的地基加固处理方法沉降控制的要求。研究方法:分析涵洞工后沉降的组成,考虑路基沉降与线路不平顺发展的维修能力,以及根据前期建设投资与后期养护费用的经济比较,得出比较合理的无碴轨道涵洞工后沉降量的范围。研究结果:通过系统的分析比较,涵洞地基加固处理常用两类方法:一是排水固结法,二是复合地基法。涵洞位于不同的地基土和不同的加固处理方法应选择合适的计算理论进行相应的沉降计算。研究结论:因为沉降计算理论具有一定的局限性,工后沉降的预测应以施工中的沉降观测为主,根据实测数据进行理论分析、修正计算、预测工后沉降量。     

郑西客运专线黄土路基设计

研究目的:介绍黄土地区客运专线路基设计中有关黄土填料和地基处理的技术方法以及存在的问题。研究结果:针对不同类型的黄土地基,提出了相应的设计和处理方法。而由于郑西客运专线沿线绝大部分黄土多为非饱和黄土,非饱和土的压缩固结沉降是比较复杂的问题,因此目前还缺乏深入的研究,沉降计算还没有公认的方法。     

确定地基土先期固结压力Pc试验方法的对比研究

研究目的:通过2种试验方法的对比和综合分析,提出用非标准固结试验方法测定先期固结压力的修正方法,提高了试验的生产效率,与铁路客运专线勘察设计工期要求相适应。研究方法:通过对标准和快速固结试验结果分析对比,确定次固结修正法和K值修正法的修正方法,对修正后的结果与标准试验结果进行了误差分析,根据数理统计学原理进行检验分析。研究结果:对比试验数据表明,12 h快速固结试验经两种方法修正后,以95%置信度与标准固结试验所得结果无显著差异,试验工期由9 d可缩短为5 d。研究结论:对比试验研究提高了试验效率,缩短了试验工期,其结果已经纳入了《铁路工程土工试验规程》(TB 10102—2004),并被铁路勘察设计系统应用于铁路客运专线工程的土工试验中,有效地缓解了地质勘察设计的工期压力。     

路基工后沉降控制技术在秦沈客运专线的应用

研究目的：本文对软土及松软土路基工后沉降控制技术进行探讨和总结，为今后修建类似铁路提供参考和经验。 研究方法：结合秦沈客运专线路基工后沉降控制情况，详细分析并确定了适合客运专线软土及松软土路基的设计计算基本程序；探讨了沉降观测方法、观测精度、频率及由实测的沉降资料进行未来沉降预测的方法。 研究结果：提出了软土及松软土路基工后沉降控制技术及动态设计的基本步骤。 研究结论：运用软土及松软土路基工后沉降控制技术，能够对路基工后沉降和沉降速率进行精确控制。     

铁路客运专线地质勘察问题探讨

研究目的：随着客运专线技术标准的提高，要求更深入地研究地基变形问题，加强地质勘察工作，不断提高地质勘察水平。 研究方法：从客运专线与Ⅰ级铁路的技术标准出发，分析研究客运专线的变形要求和地质勘察的特点，论述提高地质勘察精度的必要性和采空区岩体移动角的取值，并讨论松软土的定名。 研究结果：在Ⅰ级铁路地质勘察要求的基础上，客运专线地质勘察应加深加密勘探孔，做好综合分析和沉降观测，针对采空区岩层移动角的选择提出了新认识，分析了定名松软土的不利因素。 研究结论：客运专线技术标准的提高，需要认真考虑地基土的变形问题，应充分分析区域地质条件，重视现场沉降观测。客运专线的采空区岩层移动角应选用更小的角度或者比较安全的边界角；对于土体分类不应增加松软土的定名。     

强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基处理中的应用

研究目的：强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基中的应用效果。研究方法：通过武广客运专线武汉工程试验段强夯及强夯置换技术应用于松软土复合地基处理的工程实践，结合工程地质条件，从施工方法选择，工艺流程设计，质量控制等几个方面对强夯及强夯置换施工技术在客运专线铁路中的应用进行系统性应用研究。研究结果：综合考虑施工机械的性能及适宜地质条件，在新建武广铁路客运专线武汉工程试验段内选择典型区段分别进行强夯、强夯置换工艺试验以及夯前夯后检测结果对比分析，确定强夯与强夯置换工艺在新建武广客运专线近似地质条件下的适用性，总结完善近似地质条件下施工工艺和经验，确定了相关工艺参数及检测方法，能够较好地满足承载力和设计变形值要求，能较好地控制工后沉降，加固效果明显，经济可行。研究结论：夯击能是强夯及强夯置换工艺中决定加固深度的重要指标，强夯及强夯置换加固处理粘性土特别是饱和粘性土均需要合理的间歇时间，强夯及强夯置换适用于客运专线复合地基加固处理。     

深圳地区花岗岩残积土的沉降计算及现场测试分析

结合工程实例,探讨采用堆载预压进行大面积软基处理时,淤泥层下卧花岗岩残积土层固结沉降计算方法。指出室内试验得到的花岗岩残积土压缩指标是失真的,其压缩模量偏小,压缩系数偏大,计算得到的沉降量过大,其原因在于试验方法的局限性。计算分析和现场观测表明:根据原位标准贯入试验所得指标计算花岗岩残积土的沉降量更符合实际。     

客运专线无碴轨道红黏土地基载荷试验研究

利用常规和非常规载荷试验,对客运专线红黏土地基的9个工点进行载荷试验,获得了这9个工点的红黏土的极限荷载及相应的沉降量、基本承载力、变形模量、基准基床系数和p-s曲线,p-t曲线,为客运专线无碴轨道红黏土地基的设计提供了设计参数。     

预应力管桩在温福铁路软土路基中的设计与应用

研究目的:以具体工程为背景,介绍预应力管桩在时速200 km客货共线铁路路基中的首次应用及柔性基础条件下复合桩基的设计方法。研究结果:将预应力管桩技术首次应用到沿海铁路深厚层软土路基加固工程中来,管桩施工快捷,质量可靠,加载期间路堤稳定,沉降量小。管桩静载试验及现场测试表明,桩网结构受力模式符合预见,原设计中管桩设计理念合理。