红层软岩填筑路堤的离心模型试验

研究目的:考察红层软岩填料在不同压实度工况下的沉降特性,合理确定利用红层软岩填筑路堤的压实参数。研究方法:采用土工离心模型试验,验证红层软岩填料填筑路堤的适宜性。研究结果:红层软岩填料路堤的工后沉降随压实系数的提高而逐渐减弱,压实系数分别为0.87、0.90、0.93、0.97的工况下,最终工后沉降与路堤高度的比值分别为2.4‰、1.913‰、1.833‰、1.673‰,能够满足《200 km/h铁路暂规》对路基工后沉降控制标准的要求。研究结论:红层软岩可直接用作路堤填料,填筑压实系数宜控制在0.93以上。该研究成果对广大红层软岩地区的铁路、公路建设具有重要意义。     

粉喷桩复合地基处理高速铁路软土变形的试验研究

通过采用粉喷桩复合地基处理高速铁路软土地基工后沉降的现场试验,对粉喷桩复合地基的变形进行了研究.试验表明,粉喷桩复合地基处理类似本试验段条件的高速铁路软土地基可以在较短工期内满足5 cm工后沉降的要求.本试验段粉喷桩复合地基的压缩主要由加固区的压缩变形引起.粉喷桩复合地基深层水平位移和坡脚及以外边桩变形特征均表明,由于打穿软土层粉喷桩的侧向约束作用,坡脚及坡脚外的沉降与水平位移均较小.粉喷桩复合地基最大沉降速率为5.8～7.0 mm/d,最大的水平位移值为2.5 cm左右.深层水平位移速率也很小,水平位移的主要影响深度为软土层,粉喷桩复合地基路堤的填筑不受稳定性的控制.粉喷桩复合地基对周围结构物的影响较小,可以不考虑路堤施工对周围结构物的影响.碎石垫层的设置达到了均化基底应力及调整差异沉降的目的.     

时速200 km客货共线铁路遂渝线软土路基设计

研究目的:通过对遂渝铁路复合地基设计计算数据与现场施工实测数据的对比分析,明确200 km/h铁路地基处理主要受沉降控制而非稳定控制,找出理论计算值与现场实测值的关系,为以后客运专线地基处理设计积累经验。研究方法:以粉喷桩和碎石桩复合地基加固为例,通过理论计算与实测数据的对比分析,用现场实测数据来修正我们的理论设计,以完善我们的理论计算。研究结论:遂渝铁路采用粉喷桩和碎石桩加固处理软粘土地基是可行的、经济合理的;在进行200 km/h铁路及速度目标值更高的客运专线复合地基设计时,应以沉降控制为主,稳定性控制次之;粉喷桩和碎石桩等复合地基路堤的总沉降以施工期的地基沉降为主,工后沉降同样以地基沉降为主,工后沉降速率最大的是路堤竣工后前半年左右,之后趋于缓和。     

CFG桩在遂渝线无砟轨道综合试验段中的应用

研究目的:通过开展CFG桩在遂渝线无砟轨道综合试验段地基处理中的应用研究,提高对CFG桩的设计与施工的认识。研究结论:CFG桩复合地基设计时,桩体强度可采用5 MPa;CFG桩复合地基承载力一般在220-250 kPa,满足设计要求;路堤竣工后1个月CFG桩复合地基沉降已趋于稳定,路堤竣工后CFG桩复合地基沉降量较小,一般在10～25mm。     

客运专线无碴轨道红层泥岩改良土路基离心模型试验研究

红层泥岩是一种特殊岩土,其工程性质不能满足无碴轨道路堤填料要求,需对其改良。模型中的路堤采用4%的水泥进行改良、含水量为8.66%、压实度达到95%,通过红层泥岩路堤离心模型试验,得到施工期沉降、工后沉降与时间的关系,并与非改良红层泥岩的离心模型试验结果进行对比,从而确定红层泥岩路堤填筑施工参数;并分别对2种填料路堤进行数值模拟,对比试验和数值模拟的结果。研究表明:以改良红层泥岩为路堤填料可以使路堤沉降减小,满足了无碴轨道对路基填料的要求,数值模拟结果与试验结果基本相符。     

客运专线软土地基处理施工技术

研究目的:通过对武广客运专线软土地基处理技术的实践运用和研究,总结出一套行之有效的方法,为今后施工提供有效的指导参考作用。研究结果:旋喷桩复合地基和CFG桩复合地基处理方法可提高软土路堤的稳定性和地基承载力,满足了路基工后沉降的要求。     

CFG桩-网复合结构软基加固技术及其实际应用

研究目的:探讨有关CFG桩加固软土地基的设计、施工等方面的问题。研究方法:通过CFG桩-网复合结构加固上海某高速铁路试验段深厚软土地基的工程实例,对该法处理软土地基的设计方法、施工工艺、质量检验方法及注意事项进行了详细的阐述,并对其加固软基机理进行了较为深入的分析和探讨,对两种不同桩长的加固效果、在路堤荷载下的沉降变形规律、土工格栅的应力应变等进行了相关试验和现场测试研究。研究结果:桩长为27 m穿透软土层的CFG桩-网复合结构,填筑施工完成8个月后能满足高速铁路(有碴轨道)对软土路基承载力和工后沉降5 cm的要求,为应用CFG桩加固技术进行深厚软基处理的设计、施工与质量检验等提供了可靠的数据和参考依据,为我国在软土地区修建客运专线积累了宝贵的经验。     

路堤下刚性桩复合地基的经验设计方法

路堤下刚性桩复合地基的设计目前大都是沿用刚性基础复合地基设计方法进行,设计结果与实际出入很大,造成刚性桩复合地基造价很高,影响它广泛使用.为了使刚性桩在复合地基中成为路堤荷载承担的主力及刚性桩的高承载能力特性得到较好发挥,本课题开展了大规模的现场试验研究.研究结论:研究表明刚性桩复合地基经验设计方法遵循两条基本原则,一要发挥桩的主导作用,二要充分发挥桩高承载特性.为此,确定桩、土荷载承担比确定为3,扩大桩间距和提高置换率,是实现这两条原则的有效途径.按建议的方法设计刚性桩复合地基时,桩只要打到持力层,路堤的沉降变形是可以控制的,能满足规范对桥头工后沉降的要求,其造价也是可以大大降低的.     

高速铁路夹硬层软基布袋注浆桩加固技术研究

在夹硬层的深厚软基上修建高速铁路,常规地基处理方法或难以穿透硬层,或造价太高,对工后沉降控制是新的挑战。对此开发了专门的地基加固技术——布袋注浆成桩技术。本文依托甬台温客运专线,采用常规搅拌桩(未穿透夹硬层)处理车站地基,采用布袋注浆桩处理正线地基,并进行了对比分析。分析结果表明,布袋注浆桩复合地基能满足工后沉降15 cm的正线设计要求,常规搅拌桩地基只满足工后沉降30 cm的车站设计要求。测试分析表明布袋注浆桩桩体对深层软土侧向变形有约束作用,其桩土应力比在柔性桩范围内。计算验证了桩周布袋排水通道的作用。考虑到桩体承载力尚未充分发挥,桩间距对沉降影响较小,为节省造价可适当加大桩间距。     

红层软土地基沉降监测及预测

研究目的:红层软泥岩是一种特殊岩土,具有易崩解、易风化、遇水易软化等特点。在这种特殊地质条件下,修建高等级铁路,必须要解决地基沉降问题。要准确地计算软土地基的沉降,特别是预测工后沉降,满足高速铁路暂行规定,仍是铁路建设中要解决的关键问题。研究方法:采用沉降管对经粉喷桩处理过的红层软土地基进行沉降监测,将得到沉降数据进行分析,分析软土地基沉降规律,通过指数函数进行拟合及预测其最终沉降量。研究结果:结果发现沉降管在红层软土地基的沉降监测得到了很好的应用,其预测结果表明经过粉喷桩处理后的软土地基的沉降满足高速铁路暂行规定。研究结论:证明该沉降管监测方法和预测方法应用在红层软土地基沉降中是合理的。     

基于蠕变试验路堤工后沉降的数值模拟

研究目的：为了保持轨道的平顺性和稳定性，高速铁路要求路堤的工后沉降为零沉降，而红层属于C类填料，易崩解、软化，此研究为了验证将红层粉碎后作为高速铁路路堤填料的可行性。 研究方法：将红层填料经过粉碎（小于2mm以下），同时将试样的密实度提高到95％，对试样采用逐级单轴加载，每一级加载为一个月左右，直到试样破坏；同时以逐级加载的压缩蠕变曲线试验结果为基础，对蠕变曲线的减速段采用K—K—H模型进行拟合，根据拟合的结果，采用数值模拟对填筑高度为10m路堤的工后沉降进行了预测。研究结果：由数值模拟结果知，路堤顶部的一年工后沉降为4mm，并在40d左右达到稳定状态。 研究结论：其结果论证了采用红层作为填料经过一定的施工工艺后能满足路堤工后零沉降的要求。     

饱和软黄土隧道围岩注浆加固参数研究

研究目的:饱和软黄土地层隧道围岩具有强度低、承载力差、抗变形能力弱等特性,因此对饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数展开研究具有重要意义。依托西安地铁4号线火车站站暗挖西安火车站工程,进行室内黄土力学性能和现场注浆试验,研究含水率对黄土强度特性的影响,分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理,并总结现场隧道围岩注浆加固参数。研究结论:(1)饱和软黄土的含水率降低,其强度呈线性增长,因此注浆后降低了原位土体的渗透性能以及提升土体的黏聚力,整体上提升土体的抗剪强度;(2)黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理:浆脉夹角近似120°,且高度不一致,长度有差别,在注浆压力逐渐增大的情况下,浆液在黄土体内会先后三次劈裂土体,形成劈裂缝并在其中进行扩散、填充,最终形成黄土劈裂注浆的"Y"型浆脉;(3)加固后的开挖面土体无侧限抗压强度达到0.6 MPa,周边土体加固区达到1.2 MPa,渗透系数≤10-6cm/s,含水率由原先的约30%下降至10%;(4)得出了在饱和软黄土地层中下穿火车站暗挖隧道WSS注浆所使用的配合比、注浆压力控制值、黄土地层下填充系数等参数,可为饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数的精细化设计提供必要的参考依据。     

西南红层软岩地区铁路滑坡形成机理分析及治理措施

红层软岩地区铁路工程建设中滑坡问题突出。本文结合西南地区一铁路红层滑坡治理工程,利用该地区红层滑坡的现场调查结果,从红层软岩特性、地层岩性、地质地貌、水文地质条件、深孔位移监测数据等多方面对该地区铁路滑坡形成机理进行分析,并论述红层滑坡与一般滑坡的不同点,分析红层软岩岩体力学特性、地层主要成分以及红层软岩中的粉砂质泥岩在不同风化程度下的力学特性。根据分析结果提出治理措施,并对治理措施进行评价。总结得出地层岩性、地质水文、人为因素是导致红层滑坡病害发生的主要因素。     

黔桂线车河站斜坡软土成因及治理措施

研究目的：位于山前缓坡上的车河站横穿21条自然沟，施工开挖及试填筑时发现大部分沟内分布斜坡软土，需查明其成因、范围、厚度及工程性质，为设计提供依据。 研究方法：参考我院设计的内昆线、水柏线等铁路项目山区斜坡软土研究结论，采用试抗、钻探、静探、轻型动探及试验等综合勘探手段进行研究。 研究结果：车河站共有16条沟内分布斜坡软土，厚度差异较大，共同特点是土质软、成分杂、分布和性质不均匀，且夹有较多碎块石。最后选择了强夯碎石墩对基础进行复合地基加固。 研究结论：地层结构造就了特别的水文地质环境，从而为形成山前缓坡沟槽软土创造条件。治理包括排水、地基置换及挡护3个方面。从施工结果看，采用强夯置换法处理车河站斜坡软土操作容易，效果明显。     

岩溶地区桩基施工技术

研究目的:探讨岩溶地区桩基工程特点,解决岩溶地区施工中遇到的问题,并进行技术归纳总结,为同类工程提供经验。研究结果:岩溶地区岩溶发育地段钻孔桩基础,采用回填片石、红粘土、钢护筒跟进等施工技术,配合冲击成孔工艺处理溶洞,取得了满意的技术和经济效果。     

贵广线天平山隧道软岩变形分析

研究目的:软岩变形预测及监测是铁路工程地质中一项复杂而又重要的工作,寻求一种有效的预测及监测方法具有重要的意义。研究结论:针对天平山隧道的软岩变形问题,勘察阶段已经有了较为充分的认识,并为此开展了综合勘探,从岩性、构造、地应力等方面对隧道开挖所经受的变形范围及程度进行了详细的分析。从目前开挖情况看,2号斜井及相应正洞穿过下朝塘断裂带变形预测较为合理,而页岩为主夹炭质页岩段的变形预测还有待开挖对比。     

遂渝线无碴轨道路基施工及沉降观测技术研究

研究目的：总结无碴轨道路基施工及其沉降观测的工艺方法和技术参数，验证软土路基桩网加固结构和红层泥岩改良的合理性，为今后制定类似工程施工的技术标准提供参考。 研究方法：按照四区段八流程、采用冲击碾压加速沉降的方法填筑路基，采用K30、Ev2、Evd检测手段检验路基碾压的密实度。采用埋设沉降板和剖面管方法，长期跟踪观测、记录路基沉降变化的数据，并编写程序预测远降变化的规律。 研究结果：桩网加固段和红层泥岩改良段路基的密实度达到了设计的要求。沉降板观测结果：预测总沉降为小于15mm，6个月沉降小于8mm，均满足工后沉降15mm的标准要求：20m不均匀沉降观测结果为7．89mm，小于20mm／20m的标准要求。研究结论：经高填方桩网路基施工技术和红层泥岩配制石灰拌和料回填碾压路基施工技术做的路基，通过了路基评估验收，满足时速200km无碴轨道的要求。     

武广客运专线泥质粉砂岩填料物理改良研究

武汉至广州铁路客运专线沿线分布大量的泥质粉砂岩软岩全一弱风化物,如能将这些软岩作为填料经改良后用于客运专线路基,则将节约大量的土地资源,节约投资,保护环境。而研究软岩及其改良土填料的特性以及现场填筑成套技术,可为类似工程设计、施工提供依据。结合现场试验,对软岩填料的级配改良及填筑效果进行了详细论述。     

襄渝铁路新建二线马鞍山隧道进口滑坡分析

研究目的:提出软质岩、极软岩地段勘察、选线时应注意的工程地质问题,指出隧道洞口选线时应避免的位置。研究方法:通过分析滑坡形成的原因及滑坡性质,提出治理措施。研究结果:提出软质岩、极软岩地段铁路选线应注意的工程地质问题。研究结论:存在顺层或不利结构面时,工程施工应自上而下分段进行,严禁对坡体下部进行大面积坡脚开挖,必要时应进行稳定性检算和分析论证,并尽量避开雨季施工;对于路堑两侧基岩性质相差较大或路堑、隧道段存在极软岩的情况,开挖时应进行必要支挡工程并进行边坡监测;路堑两侧土层较厚时,应先进行支挡工程,并加强对两侧边坡的监测;铁路选线时应避开两侧边坡有较厚土层或两侧岩性相差较大的沟槽;隧道洞口尽量远离沟槽,并选择基岩出露良好、无不良地质处;对于路堑边坡,在勘察阶段应调查至两侧的坡顶及坡底,必要时应翻过山顶。对于路堑边坡应布置足够钻孔,必要时可离线路较远。对于两侧岩性差别较大,存在顺层地段、尤其是沟槽的情况,在设计时应引起注意。