遂渝线无碴轨道桩网结构地基处理技术

研究目的:探讨有关遂渝线无碴轨道桩网结构加固地基技术设计计算理论等方面的问题。研究方法:通过回顾无碴轨道客运专线在中国的发展现状,结合遂渝客运专线土质路基上修建的无碴轨道综合试验段,对桩网结构地基处理技术设计计算理论进行了深入的探讨,包括桩网结构路基的构造研究、柔性拱的研究、承载力研究及沉降研究四个方面。基于桩网结构路基在列车荷载反复作用下,桩、网、土三者之间相互作用的复杂性,文章对桩网结构的室内大比例模型试验、现场原位动态测试试验、数值计算方法进行了详细的阐述。研究结果:对桩网结构的设计及计算方法进行了总结,并对试验段已开展的研究工作进行了阐述,希望今后在此基础上在无碴轨道桩网路基的施工中继续深入研究,积累更多的施工经验。     

四川盆地公路建设典型软基处治沉降过程模拟与分析

在对四川盆地软基特性研究的基础上,选取达渝高速公路K26+283标段为典型工点,利用有限差分软件FLAC3D对该工点进行沉降模拟,并与现场监测数据进行对比,证明了采用FLAC3D模拟四川盆地公路软基沉降过程的可靠性。四川盆地公路建设应用最广泛且行之有效的软基处治措施是塑料排水板和碎石桩,为了比较这两种处治方法的处治效果,该文以达渝高速公路K26+283标段物理力学指标为基础,建立了路堤高度分别为15、20m的模型,模拟地基沉降过程,得出了这两种处治方法对这两种路堤高度的适应情况及工期分布情况。     

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。     

基于局部变形测量的粉质黏土变形参数

为考察测量方法对原状粉质黏土变形参数的影响,用配置局部位移传感器的三轴测试系统,进行了多组固结排水剪切试验,分析了测量方法对应力-应变关系、抗剪强度的影响,研究了小应变范围内泊松比和刚度的变化特征.结果表明:局部变形测量的有效内摩擦角比整体变形测量减小4.5%~6.0%,有效粘聚力提高5.7%~14.0%;剪缩峰值之前,局部变形测量、整体变形测量及进排水量法的体应变基本相同,峰值之后局部变形测量的体应变最大,进排水量法最小;小应变范围内局部变形测量的刚度值高于整体变形测量,二者约相差1倍;轴向应变小于0.2%时,加载初期泊松比随轴向应变增大而增大较快,后期减缓并渐趋稳定.      

新型桩板结构路基在季节冻土区的适用性

针对莫喀（莫斯科—喀山）高速铁路季节性冻土区路基冻胀病害防治问题,提出了铺设保温板垫层的新型桩板结构路基. 通过对聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯板（PU）和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS） 3种保温材料性能的对比分析,发现新型桩板结构路基中的保温板可采用在保温隔热、隔水防渗和抗压性能方面表现良好的XPS保温板. 通过建立热弹塑性冻胀计算模型,研究了冻胀力作用下保温板铺设范围、厚度、路基填高和外界温度对新型桩板结构路基受力变形的影响. 结果表明:当保温板铺设范围延伸到线路两端的信号线槽处时,可以更好地阻滞外界负温向下传递（减小冻深）,抑制因桩板结构周边土体冻胀对结构物产生的不良影响;随着保温板厚度的增大,冻胀量呈指数形式减小,冻深呈抛物线形减小,保温板上表面处起到抑制外界负温向下传递的作用,下表面处起到控制下部土体温度耗散的作用;增大路基填高,有利于抑制路基冻胀量,减少保温板的使用厚度,当路基填高0.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.40 m;当路基填高2.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.31 m.      

土质路基上桩板结构路基设计关键性技术探讨

根据国内外调研分析,土质路基上桩板结构路基需深入研究的关键性技术在于上部结构的轨道结构参数、纵横向稳定性、刚度均匀性、耐久性和减振性以及下部桩基础的不均匀沉降、工后沉降等问题。文中探讨了桩板结构路基处在不同工程类型过渡段时的设计研究及桩板结构路基中的承台结构设置方法．并提出有待深入研究的几个问题。     

红层泥岩土邓肯-张模型参数试验研究

针对遂渝铁路代表性红层泥岩土,进行了四种围压下压实度为95％试样的三轴试验,并通过霍尔效应传感器精确测定了试样的轴向与径向应变、体变等;进行数据处理后,确定了邓肯-张模型的相关参数,为红层泥岩路基应用邓肯-张模型进行沉降变形的数值计算提供了依据。     

无碴轨道桩板结构路基在地震荷载下的动力响应分析

结合遂渝线无碴轨道桩板结构路基,采用天津(1976年)地震波,基于弹塑性本构关系,建立桩、板和土体的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS,对桩板结构路基在地震荷载下的动位移、加速度及竖向应力的动力响应进行数值模拟。分析计算结果可知,在地震荷载下桩板结构路基不同位置处的动位移、加速度响应基本一致,滞后现象不明显;桩底持力层的动位移、加速度幅值略小于其他位置。相对于输入的地震加速度,桩板结构路基响应的加速度幅值被放大,而对应的时刻都滞后于输入的加速度最大值的时刻。在桩截面处的承载板受力不利,所以在桩截面处的板截面需加固处理以满足抗震设计要求。桩的存在对周围土体的动力响应有一定的影响,但总体来说,影响程度很有限。     

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。     

客运专线水泥改良黄土路基填料填筑试验研究

根据郑西客运专线黄土填料水泥改良室内试验结果,选取6%水泥改良黄土路基填料进行现场填筑压实工艺及检测试验研究.通过水泥改良黄土时效性试验,确定以3 h对应的最大干密度作为最终压实检测指标;采用不同压实工艺对不同厚度改良黄土填料进行压实试验,得出选定水泥改良黄土路基填料松铺系数为1.1～1.2,松铺厚度为20～30 cm,最优含水率为12%,最佳的碾压方式为静压1遍、弱振1～2遍、继续静压2～3遍.路基沉降长期观测及工后沉降预测结果表明,在满足压实系数0.95的条件下,水泥改良黄土路基本体的平均沉降率为0.24‰,满足铺设无砟轨道路基的设计要求.