高速铁路复合地基沉降预测常用方法对比分析研究
高铁路基后期沉降预测方法的运用研究

科技风2017年7月上4理论研究_________________________D O I:10.19392/ki.1671-7341.201713219高铁路基后期沉降预测方法的运用研究孙利朋中铁十六局集团路桥公司北京101500摘要:高铁作为我国现代化铁路运输体的核心构成,在提升铁路运输速度、舒适度,降低运营压力等方面发挥着关键性的作 用。
高铁特殊的技术工艺与结构组成与传统列车有着一定的差异,使得其在运行的过程中,对于路基的稳定性以及安全性有着更 为严格的要求。
文章以高铁路基后期沉降作为主要研究对象,以现阶段主要的预测技术为基本矿建,构建起高效的后期沉降预测 体系,以保证高铁的安全稳定运行,避免安全事故的发生机率。
关键词:高铁路基;后期沉降;预测方法;运用1高铁路基后期沉降预测方法运用所遵循的原则高速铁路路基后期沉降预测方法工作的开展不仅需要各 项技术的支持,还需要工作人员立足于后期沉降预测方法工作 开展的实际,以科学性原则与实用性原则为引导,从宏观层面 提升自身的思想认知程度,明确后期沉降预测方法的基本需 求,进而全面提升高速铁路路基后期沉降预测方法的效率。
1%后期沉降预测方法在高速铁路路基工作中的应用必须要遵循 科学性的原则。
2%后期沉降预测方法在高速铁路路基中的应 用必须要遵循实用性的原则。
由于高速铁路路基类型内容多 样,信息数据繁多。
2双曲线法与星野法在高铁路基后期沉降预测中的应用2.1双曲线法在高铁路基后期沉降预测中的应用双曲线法将沉降路基沉降平均速度与双曲线递减规律进 行结合,这种预测方法计算出的沉降结果往往要高于高速铁路 实际沉降量,因此对于实际施工而言有着较高的安全性。
在高 铁建设某施工的段,施工技术人员采取双曲线法对施工区域内 4处断面进行双曲线预测,其预测结果以折线图的形式进行展 现,如图:虽然双曲线预测在预测周期以及准确度方面存在着一定 的局限,但是其操作简单,对硬件设备的依赖较小,能够满足恶 劣环境下高铁路基后期沉降预测工作的基本需求,确保路基施 工建设活动的有序开展。
高速铁路软土地基路基沉降稳定分析及工后沉降预测

高速铁路软土地基路基沉降稳定分析及工后沉降预测摘要:我国的高铁技术已经相当的成熟,在世界上,在高铁界享誉美名,不过我国的成功也是经历了一番磨难,也是在大量的论证之后发展到了今天的水平,不仅如此我国在高铁地基沉降方面也有着深厚的造诣,都是我们的一线工作者和策划者智慧的结晶。
关键词:高铁;路基沉降;控制路基沉降引言我国经过了十几年的的高铁建设和对原有铁路的改造,已经拥有全世界最大规模和运营速度最快的高铁网络。
我国的高速铁路能有这样的长足发展并不是一帆风顺的,而是经过了攻克一个个技术瓶颈,全体成员不懈努力的成果。
我国的高铁凭借着建设速度快、成本低、可靠性高的优点在世界上的的很多国家非常的受欢迎,不仅如此,我们的高铁一步步的发展到今天的水平是有着充分的轮着基础的[1]。
1.高速铁路路基沉降对铁路和对工期的影响高速铁路的路基如果沉降过于严重对铁路的本身危害非常大,高速铁路要为列车的高速行驶提供一个平、顺和稳定的铁轨基础,而路基作为轨道结构的基石,必须在列车运行条件下将线路轨道的沉降百分比保持在要求的标准范围之内,这无疑就是对高速铁路的路基沉降稳定性提出了更高的要求,所以当高速铁路通过软土地基时,地基沉降的稳定性以及工后沉降的预测就成了高铁基设计和施工的关键。
路基是铁路的基础,路基的沉降一定会引起铁轨的不平整,导致铁路存在很多安全隐患和害处,其中比较突出的就是起拱、波浪、接缝不水平、碾压车辙、桥头和涵洞端路基沉降、桥梁伸缩缝的跳车等等,严重破坏和影响了列车的快速安全运行[2]。
不仅不能满足于客运的要求,而且还会加大运输成本,增加运输时间,增加养护维修费用,减少使用寿命,降低社会经济效益,降低旅客舒适度,危及行车安全等。
路基的沉降会给施工难度和施工强度带来很大的困难,在铁轨的铺设时还要调整路基达到一致的高度,并且还需要考虑将来列车运行时不同时间段不同路段和不同地质情况的不同沉降量,会对施工的效率大打折扣。
2.如何控制路基沉降接下来我们来说一说我国对轨道路基沉降的控制理念,在自重和列车的长期作用下,铁路的路基避免不了会产生一定的下沉变形,从时间而言,路基的沉降可分为路基在填筑过程中至竣工验收前所产生的沉降,以及路基在铺轨完成后所产生的沉降即所谓工后沉降。
高速铁路软土地基路基沉降稳定分析及工后沉降预测

高速铁路软土地基路基沉降稳定分析及工后沉降预测一、本文概述随着高速铁路的快速发展,其建设过程中的技术难题也日益凸显。
其中,软土地基引起的路基沉降问题尤为突出,不仅影响高速铁路的运营安全,还直接关系到工程的经济性和耐久性。
因此,对高速铁路软土地基路基沉降的稳定性进行分析,以及准确预测工后沉降,已成为高速铁路建设领域亟待解决的关键问题。
本文旨在深入探讨高速铁路软土地基路基沉降的稳定性分析方法和工后沉降预测技术。
文章首先回顾了国内外在相关领域的研究现状,分析了现有研究的不足之处,并指出了本文的研究目的和意义。
随后,文章详细阐述了软土地基的基本特性及其对高速铁路路基沉降的影响机制,介绍了常见的路基沉降稳定性分析方法,包括经验法、理论计算法和数值模拟法等。
在此基础上,文章提出了一种基于多因素耦合分析的软土地基路基沉降稳定性评估方法,并通过实例验证了该方法的可行性和有效性。
文章还深入研究了工后沉降预测技术,提出了一种基于时间序列分析和机器学习算法相结合的预测模型。
该模型能够综合考虑多种影响因素,实现对工后沉降的准确预测。
通过实际工程案例的应用,验证了该预测模型的准确性和实用性。
文章总结了高速铁路软土地基路基沉降稳定性分析及工后沉降预测的研究成果,指出了当前研究的局限性和未来研究方向,为高速铁路建设中的软土地基处理提供了有益的参考和借鉴。
二、软土地基路基沉降稳定分析在高速铁路建设中,软土地基的处理是一个重要且复杂的工程问题。
软土由于其高含水量、低强度、高压缩性和低透水性等特性,使得在其上建设的路基容易发生沉降变形,进而影响高速铁路的平稳运行。
因此,对软土地基路基的沉降稳定性进行分析,以及预测其工后沉降量,对于确保高速铁路的安全性和稳定性具有重要意义。
软土地基路基沉降稳定分析主要包括两个方面:一是分析路基在软土上的变形规律,二是评估路基的沉降稳定性。
变形规律分析主要是通过监测路基在施工和运营过程中的沉降变形数据,结合软土的工程特性,分析路基的变形特点和发展趋势。
京沪高速铁路济南西站复合地基施工期的沉降分析

铁道标准设计
R L AI WAY T ND R D S G S A A D E I N 2 1 ( 2 011 )
李 懿 , 王连 俊 , 光 宗一 京 沪 高 速 铁 路 济 南 西 站 复 合 地 基施 工期 的沉 降 分 析 张
7 2个 月 , 后卸 载预压 土 。 1 之 1 + 9 . ) 正 线 进 入 站 场前 的 8 289 是
意 义 。 选 取 京 沪 高 速铁 路 济 南 西 站 D K 1 + 9 . I 4 8 2 8 9断 面进 行 沉 降 监 测 , 析 堆 栽 预 压 的 填 筑 高度 对 复 合 地 基 的 影 分
响 。试 验 结 果表 明 : 填 筑 过 程 中 , 基 沉 降量 随 预 压 土 填 筑 高 度 的 增 加 而增 加 ; 预 压 过 程 中 , 合 地 基 沉 降 量 在 地 在 复 先 急剧 增 大 , 趋 于稳 定 ; 载 预 压 土 后 , 合 地 基 的 沉 降 会 有 一 定 量 的 回弹 。 后 卸 复
压 等措施 。
南 沿海 地 区分 布 着 广 泛 的软 土 地 基 , 强 度 低 、 形 其 变
大, 固结时 间 长。高 速 铁 路对 于地 基 的沉 降 和 轨 道 的 平 顺性 都有 很 高 的要 求 。对软 土地 基进 行适 当处 理并 准 确 掌握地 基 的沉 降规 律 , 己成 为影 响工程 质量 , 期 工
a o sr c in p ro wh n h h g s e d r iwa s c n tu t d n s f olf u d t n. T c o s nd c n tu t e id o e te ih—p e al y i o sr ce o o s i o n a i t o he r s — s cin o K41 29 . s s l ce o m o io h u g a e s t e n s a d t e ef c fs r h r e e to fDI 8+ 8 9 wa ee t d t n t rt e s b r d e t me t , n h fe to u c ag l p e o d n li g r la i g f ln heg t o c mp st f u d to wa a ay e i ihs n o o i e o n a in s n ls d. Re u t h we t a t e o n a in s l s o d h t h fu d to s s tlm e t n r a e t n r a e o lig h i h si h li g p o e s,a d t e f u d t n s t e n s ete n s i c e s d wi i c e s ff l eg t n t e f ln r c s h i n i n h o n ai e t me t o l i c e s d sg i c nt fe h r tse d n r a e a d t e tb lz d i h r c s ; Afe n o d n n r a e i nf a l atr t e f s ta y i c e s n h n sa iie n t e p o e s i y i tr u l a i g t e p e c m p c e ol h o o i o nd to d a c ran a u to e o n h r — o a td s i,t e c mp st fu ai n ha e ti mo n fr b u d. e
高速铁路路基过渡段沉降预测研究及方法优化

高速铁路路基过渡段沉降预测研究及方法优化摘要:目前,随着社会的发展,我国的高速铁路建设发展也有了提高。
高速铁路路基过渡段的设计、施工和沉降预测是高速铁路施工中的重要部分,过渡段是保证路基刚性平稳过度的重要部位。
设置过渡段可以使得刚性建筑体和土木构筑体之间的刚度差异实现平稳过度,使得列车在高速运行时可以更加稳定和安全。
由于不同类型的构筑体的刚度性质不同,其路基沉降也存在差异,所以为了更好地控制过渡段的路基沉降,要做好相关的观测、预测以及施工控制工作。
关键词:高速铁路路基过渡段;沉降预测研究;方法优化引言随着我国高速铁路的快速发展,无砟轨道路基的工后沉降变形预报问题成为国内外学者重点研究的对象,而过渡段问题的预测分析又是其中的重点和难点。
目前路基沉降预测方法一般可分为三类:第一类,根据现有规范中推荐的或利用分层总和法来计算最终沉降量,即为理论公式法。
第二类也是根据固结理论,采用不同的本构模型,通过有限差分、有限元和边界元等方法计算沉降量,判断其发展规律,此类即为数值计算方法。
第三类是观测资料的回归分析法,这种方法是以实测数据为基础,通过回归分析来预测沉降。
1概述高速铁路路基与桥梁、横向结构物及隧道之间的衔接过渡始终是高速铁路路基施工的一个薄弱环节。
由于路基与桥梁、横向结构物及隧道等的刚度差别较大而易引起轨道刚度产生突变,且因两者的沉降结构不相符易导致轨道不平顺,从而引起列车与线路结构相互作用的叠加,影响线路的稳定以及列车的高速、安全和舒适运行。
2高速铁路路基过渡段施工中存在的问题2.1轨道的不平顺轨道的不平顺分为动不平顺和静不平顺两种。
动不平顺指的是轨道下的基础弹性不均匀,而静不平顺指的是列车的轮轨的接触面不平顺。
比如扣件和枕下的失效等问题是动不平顺,而轨道的轨面不平顺则是静不平顺。
所以在高速铁路路基过渡段施工时要保证轨道的平顺性,这也是对列车上的人们的安全性提供了保障。
2.2工作人员在设计和施工中考虑不周全设计高速铁路路基过渡段这一工作,需要工作人员有较高的专业素质,需要工作人员考虑很多的因素。
高速铁路路基沉降的观察和预测方法技术研究

高速铁路路基沉降的观察和预测方法技术研究作者:胥崇峰来源:《建筑工程技术与设计》2014年第28期【摘要】铁路交通事业的快速发展使得高速铁路的建设成为其发展的必然趋势。
并且在高速铁路的建设过程中路基的沉降能够对铁路路面的平稳性以及运行的快速性都有着紧密的联系。
因此,高速铁路路基沉降的观察和预测技术是提升工程建设质量的重要内容。
本文对高速铁路路基沉降观察和预测等相关技术的研究进行了详细阐述。
【关键词】高速铁路路基沉降;观测;预测引言现阶段,随着我国经济的快速发展,铁路交通建设事业也相继得到了发展,尤其是高速铁路的建设已经成为铁路交通事业发展的必然趋势。
高速铁路运行速度非常快,加之路基需要承受铁路以及列车的重量,使得路基成为高速铁路建设中较为薄弱的环节。
因此,路基沉降的观察和预测成为建设施工中的重要内容,并且是亟需解决的关键问题。
而且,高速铁路路面的平稳性以及运行的快速性都和路基沉降的观测技术息息相关。
由此可见,提升建设工程的质量就必须科学、合理的运用路基沉降观测技术。
1 高速铁路路基沉降观测的技术研究1.1 路基沉降的观测内容高速铁路线路较长、占地面积大、地形地貌不同,那么路基的高度也会有所变化,并且设置沉降监测剖面的监测范围应该包括所有发生路基沉降的地段。
路基监测点是监测过程中的主要部位,可以根据监测的情况对发生沉降的情况进行分析与总结规律。
为了预测路基总的沉降量与沉降时间,施工时还需要在路基填层中以及其底部设置监测点。
高速铁路路基沉降的观测主要包括对路基面的观测以及路基基底的观测,而面的观测主要通过沉降观测桩进行监测,基底则主要是通过单点沉降计的方式来监测。
1.2 路基沉降观测要求对路基沉降观测过程中对观测点的要求较高,不仅要能够便于进行观测,最重要的还要能准确反映出路基沉降的情况,因此,观测是一项比较严谨的工作。
在对观测点进行布设时一般会选择地势比较平坦的位置。
在路基观测时,对产生的误差有明确标准,即其误差值要低于路基变形值的0.05~0.1。
高速铁路路基工程地基沉降控制技术研究

建立了高速铁路 路基工后沉降控 制体系
三、研究方法与技术路线
➢ 课题由中国铁路总公司鉴定中心主持,中铁咨询院,铁一 、二、三、四院参加,合作单位还包括西南交通大学、长 安大学、中南大学、华中科技大学等高校。
➢ 课题试验经费1040万元,自2010年起,历时4年,于2014 年通过铁路总公司科技部结题验收。
➢ 无砟轨道路基工后沉降控制标准高(桥路过渡段不大于5mm),岩土材料具 有低强度、多孔隙等特性,其变形具有大变形、非线性及非弹性特点,这两 者(沉降标准的严格性与变形特性的复杂性)之间的矛盾是高速铁路路基建设 需解决的关键性问题。
高速铁路
无砟轨道
旅客列车设计速度 (km/h)
250≤v≤350
工后沉降量
硬塑黏土
天然含水率ω/% 21.30
20.88
24.78
24.18
29.20
22.67
21.30
23.70
天然孔隙比e
0.65
0.69
0.71
0.75
0.86
0.67
0.64
0.72
压缩系数 /MPa-1 0.20
0.20
0.17
0.24
0.22
0.19
0.20
0.18
压缩指数Cc
0.186 0.160 0.191 0.176
一、研究背景
汇
二、主要研究内容
报
三、研究方法与技术路线
提
四、主要研究成果及创新
纲
五、推广应用与社会经济效益
六、科技查新情况
七、有待进一步研究的问题与建议
一、研究背景
1.高速铁路路基沉降控制标准 ➢ 截止至2014年底,我国高速铁路运营里程已突破1.6万公里,居世界第一;
几种预测模型在高路堤沉降预测中的对比分析

k ,, , (5 一12… n 1)
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1 2 指 数 曲线 法 .
( 6 1)
根据 固结理论 , 固结 度理 论解 可 以用 下 面 的普 遍 表达 式表
示 [ 。 ]
Y =El()x 3 , x n] N x 2 ,{()…,c () 。 。 。
一
果。
关键 词 : 双曲线法 ; 指数 曲线法 ; 色预 测法 ; 测 ; 灰 预 高路堤 沉降
随着高速公路建设的飞速发展 , 高填方路堤大量出现。由于
高速公路技术标 准高 , 加上 各种 理论 计算 方 法 本身 的局 限性 和 沿线工程地 质条 件的 复杂性 , 因此 根据前 期 实 测沉 降 资料 预测 后期沉 降就 显得非 常重要 。 目 , 前 根据前 期实测沉降资料预 测高 路堤沉降 的方法很 多 , 曲线法 、 如双 指数 曲线法 和灰 色预测法等 。
进 行建模分析 , 实测沉降 曲线和拟 合 曲线如 图 1和 图 2所示 , 全
的大 , S, 2 S为对应 时间的沉降值 , 记 1 S和 3 即
S S m i 一 一 l 口2 e () 7
部数 据的分析计算 由笔者编 制的 Mal 程序完成 。 tb a
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图 2 监 测点 2 的模型拟台 曲线与实测曲线对 比图
维普资讯
总第 10 2 期
20 年 第 4期 06
西部探矿 工程
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高速铁路复合地基沉降预测常用方法对比分析研究摘要:高速铁路路基的沉降控制与预测,是高速铁路建设中亟待解决的关键问题;本文通过几种常用的沉降预测方法,对某客运专线复合地基的沉降进行预测,并与实测数据进行了对比分析,指出了各种方法的适用性与优缺点,希望能给以后相似的工程问题提供参考。
关键词:沉降预测;曲线拟合;灰色理论;高速铁路路基
summary: the control and prediction of high-speed railway subgrade settlement, the key issues to be solved in the high-speed railway construction; in this paper, several commonly used settlement prediction methods, a passenger line composite foundation settlement forecast and compared with the measured dataanalysis, pointed out that the applicability and advantages and disadvantages of the various methods, reference hope to give future similar engineering problems.keywords: settlement prediction; curve fitting; gray theory; speed railway subgrade
中图分类号:u443文献标识码:a文章编号
一、引言
沉降实测资料中包含了工程的地质条件、荷载特点等信息,基于前期实测数据来估算后期沉降量及最终沉降量的预测方法,与理
论计算、数值分析等方法相比具有简便、准确的优势。
下面仅对常用的几种沉降预测方法进行对比分析。
二、常用沉降预测方法简介
1 曲线拟合法
1.1、双曲线法
双曲线法是假定路基填筑完成后的s与时间t按照沉降平均速率以双曲线形式逐渐减少的经验推导法,其表达式为
(2-1)
式中:为时间t时的沉降量;为最终沉降量;为初期沉降量;
a、b为待定系数。
此方法参数较少,每个参数都有较为明确的意义,表达式也简单清晰,在工程中得到了较广的应用。
1.2、指数曲线法
指数曲线法是1959年曾国熙提出的,也是各规范中常见的一种方法。
其理论依据为太沙基一维固结理论,土体平均固结度可表示为:,由平均固结度的定义代入上式,得出指数曲线法的表达式如下
(2-2)
式中:为对应于时的沉降量;为最终沉降量;为参数。
1.3、asaoka法
asaoka[1]法是日本学者asaoka.a提出的,理论基础为mikasa[2]
一维竖向固结理论,一维固结方程近似地用一个级数形式来表达固结的高阶微分方程,
(2-3)
式中 s 为总固结沉降量;,,…,以及均为取决于固结系数和土层边界条件的常数。
方程可简化为:,固定边界条件下上式的解为:
(2-4)
一维固结条件下,沉降曲线按照差分格式,步长取1的条件下:,令,则当时间趋向无穷大时,,且有,可得到本级荷载下的最终沉降为:。
2 灰色系统法
灰色理论于1982年由邓聚龙[3]提出。
一般采用gm(1,1)模型,以时间为单个变量。
为已知数据列,对应的时间序列为,对该数列进行一次累加得到序列:,对建立白化形式的微分方程:,方程的解:然后确定k = 1, 2, 3,, n - 1时的值:,进而得还原数列:根据最小二乘法其中:,得出:
(2-5)
灰色系统理论只需要提供较少的原始数据,检验方法多样,属于连续型预测方法,不仅可预测任意时刻的沉降量,也可以预测最终沉降量。
三、沉降及工后沉降预测实例分析
1 某客运专线路基工程概况
某客运专线路基地基采用载体桩复合地基加固处理:基底加固宽度30m,上部结构为钢筋混凝土板,厚0.5m、宽31m。
填筑高度约2.2m,预压土高3.5m,于2010年7月20日填筑完毕,2010年10月10日铺轨。
2 沉降预测结果分析
根据以上介绍的四种常用沉降预测方法,按照《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》( 铁建设[2006]158号)[4] 中的要求,对本工点的实测沉降数据进行沉降预测,沉降拟合参数及结果见表3-1,沉降实测曲线及沉降预测拟合曲线见图3-1。
表3-1 四种沉降预测方法结果分析
图3-1 四种沉降预测方法对比分析
四结论
1、四种方法中指数法、asaoka法的相关系数低于0.92的要求,双曲线法、灰色系统法的相关系数较高满足要求。
2、对载体桩复合地基而言,四种方法的最终沉降量预测值只有双曲线法比实测值大,其余的方法实测值均小于等于实测值;
3、四种方法得出的工后沉降量均满足小于15mm的规定,一般来讲双曲线预测的工后沉降较大,其它方法得出的工后沉降和实测值相比偏小。
总之,由于工程特性及地质条件的不同,每种沉降预测模型都有自身适用范围,对载体桩复合地基而言,双曲线法能够较好的预测其沉降发展规律,其它方法由于沉降及工后沉降预测值小于实测值而偏向不安全。
参考文献
asaoka akira.observational procedure of settlement prediction[j].soils and foundation,1978,18(4):87~101.
mikasa m.the consolidation of soft clay,civil engineering in japan[m].tokyo:jsce,1965:21~26.
邓聚龙.灰色控制系统[m].武汉:华中理工大学出版社,1988:343~347.
中华人民共和国铁道部.客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南( 铁建设[2006]158号) [s].北京:中国铁道出版社,2006.。