高速铁路软土地基沉降的预测与控制研究_66_70

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软土路基沉降控制及沉降预测的分析研究的开题报告

软土路基沉降控制及沉降预测的分析研究的开题报告

软土路基沉降控制及沉降预测的分析研究的开题报告一、课题背景软土路基沉降问题一直是公路工程中的一大难点,因为软土路基的强度、压缩模量和渗透性等特性与一般路基土工材料相比均有很大差异,所以在公路工程中,软土路基的难以控制的沉降问题给道路的施工、使用和维护都带来了一定的困难。

因此,如何有效地控制软土路基的沉降问题成为了一项重要的研究内容。

二、研究目的本课题旨在分析软土路基的沉降特性,通过对软土路基沉降的预测和控制方法进行探究,以提出相应的对策和方法,从而达到优化公路工程效果的目的。

三、研究内容1.对软土路基的基本特征进行分析和总结,了解其特性,以及研究软土路基的沉降机理。

2.收集软土路基沉降预测和控制方法的相关研究文献,比较和总结其优缺点和适用范围,深入探究软土路基的沉降预测方法和控制手段。

3.通过前期的文献调查、实地考察等方式,收集软土路基沉降的相关数据,并进行分析,为后续研究提供数据支持。

4.根据收集的数据,运用数据分析方法,构建软土路基沉降预测模型,并对预测模型进行分析和评估。

5.在分析软土路基的沉降特点和预测模型的基础上,提出对软土路基的沉降控制方法和技术措施。

四、研究意义本课题研究软土路基的沉降特性及其控制方法,对于优化路基工程的设计和施工具有现实的指导意义。

通过对软土路基的沉降机理和预测模型的研究,可以更为精准地预测路基沉降的情况,同时,可以结合实际情况,针对软土路基的特点提出更为有效、可行的控制措施,从而提高公路工程的质量和安全性。

五、研究方法本课题主要采用文献调查、实地调查和数据分析等方法进行研究,同时对软土路基的沉降机理和预测模型进行分析和评估,提出对策和建议,旨在为公路工程的设计和施工提供技术支持和指导。

高速铁路深厚软土层中CFG桩板路基沉降预测方法研究的开题报告

高速铁路深厚软土层中CFG桩板路基沉降预测方法研究的开题报告

高速铁路深厚软土层中CFG桩板路基沉降预测方法研究的开题报告题目:高速铁路深厚软土层中CFG桩板路基沉降预测方法研究一、研究背景和目的高速铁路是一项高速、安全、舒适和环保的交通工程,是国民经济发展的重要基础设施。

然而,高速铁路建设的土地资源稀缺,大部分的线路必须建造在复杂地质条件下的深厚软土层中,这给高速铁路的设计与施工带来了极大的挑战。

CFG桩板路基是一种新型路基工法,通过将Cement Fly Ash Gravel (CFG)桩与板式路基相结合,形成一种高承载力、耐久性强的地基结构。

CFG桩板路基可以有效地控制软土沉降,提高路基的稳定性和耐久性,因此已成为深厚软土层中高速铁路建设的一种主要选择。

然而,CFG桩板路基的沉降和变形特性对高速铁路的安全和可靠性有着重要的影响。

因此,预测CFG桩板路基的沉降和变形是高速铁路设计和施工的重要问题。

本研究旨在研究CFG桩板路基的沉降特性,建立CFG桩板路基沉降预测模型,并验证该预测模型的准确性和可靠性,为高速铁路深厚软土层中的CFG桩板路基设计与施工提供科学依据。

二、研究内容和方法本研究的主要内容包括以下方面:1、 CFG桩板路基沉降规律研究:以某高速铁路深厚软土层中的CFG桩板路基为研究对象,通过现场监测和数值模拟,分析CFG桩板路基的沉降和变形规律。

2、影响CFG桩板路基沉降的因素研究:分析CFG桩板路基沉降的影响因素,包括桩长、桩径、桩距、板厚等因素,探讨各影响因素对CFG桩板路基沉降速度和幅度的影响。

3、 CFG桩板路基沉降预测模型建立:通过回归分析、神经网络模型等方法,建立CFG桩板路基沉降预测模型,并进行模型验证和优化。

4、案例分析:以某高速铁路深厚软土层中的CFG桩板路基为案例,应用所建立的CFG桩板路基沉降预测模型,预测该路基的沉降和变形情况,与现场实际监测数据进行对比分析。

本研究的主要方法包括现场监测、数值模拟、回归分析、神经网络模型等。

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施一、研究背景和意义随着社会经济的快速发展,高速铁路建设在我国得到了迅速推进。

盾构施工作为一种先进的隧道掘进技术,已经在国内外众多工程项目中得到广泛应用。

在盾构施工过程中,如何有效地预测和控制地基沉降问题,确保工程质量和安全,成为了一个亟待解决的关键问题。

盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施的研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。

通过对盾构施工过程中地基沉降规律的研究,可以为盾构施工提供科学的理论依据,指导工程实践。

研究盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施,有助于提高我国盾构施工技术水平,降低工程风险,保障工程质量和安全。

该研究成果还可以为其他类似工程提供借鉴和参考,推动我国基础设施建设的可持续发展。

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基沉降预测及控制措施研究,对于提高盾构施工技术水平、降低工程风险、保障工程质量和安全具有重要的理论和实际意义。

A. 盾构施工技术的发展历程初期阶段(20世纪初20世纪50年代):这一阶段的盾构施工技术主要是基于机械原理和简单的工具,如钢钎、铁锤等。

由于技术水平的限制,盾构施工效率较低,对环境的影响也较大。

成熟阶段(20世纪50年代20世纪70年代):在这一阶段,盾构施工技术得到了较大的改进和发展。

主要表现在盾构机的研制和应用上,如螺旋输送机、注浆系统等技术的引入,提高了盾构施工的效率和质量。

现代化阶段(20世纪70年代至今):随着科技的进步,盾构施工技术进入了现代化阶段。

新型盾构机的出现,如全断面硬质土层盾构机、多功能盾构机等,使得盾构施工能够在更复杂的地质条件下进行。

信息化技术的应用也为盾构施工提供了有力支持,如远程监控、智能调度等。

环保节能阶段:近年来,随着环境保护意识的提高,盾构施工技术也在向环保节能方向发展。

如采用新型密封材料、减少废水排放、利用再生水等措施,降低盾构施工对环境的影响。

盾构施工技术从最初的简单工具到现在的高科技装备,经历了漫长的发展过程。

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

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。

软土地区运营高速铁路管桩桩筏路基超标沉降研究

软土地区运营高速铁路管桩桩筏路基超标沉降研究

软土地区运营高速铁路管桩桩筏路基超标沉降研究随着高速铁路运营里程不断增加,软土路基沉降问题也越来越引起各方重视。

因此,对运营高速铁路软土路基沉降问题开展研究,分析问题成因,研究处理方法,对后续类似工程的设计、施工与运营维护管理具有现实意义。

本文以运营高速铁路管桩桩筏路基沉降整治案例为背景,对管桩桩筏路基超标沉降的原因进行了分析,对运营条件下的沉降整治措施进行了探讨,提出了在工程设计、施工、运营管理各阶段的管理措施及建议。

运营阶段,周边环境变化与软土路基稳定息息相关,地下水位变化、堆载偏压是运营高铁路基沉降的主要外部因素;设计阶段,管桩桩筏基础的适用性值得探讨,管桩抵抗水平荷载能力差、深厚软土层及硬壳层缺失等地质因素、附属工程堆载偏压等问题,都需要在设计中引起重视;另外,管桩各工序的施工质量,需要在过程中加强控制。

针对路基沉降问题,本文提出了三种整治方法。

一是采用特殊调高扣件同步配合线路纵断面线型优化进行调整;二是采用花管注浆进行软土地基深层加固;
三是采用路基浅层或轨道结构注浆抬升技术,恢复无砟轨道结构平顺性。

经工程实践验证,可为后续类似问题处理提供借鉴。

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

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。

高速铁路路基沉降监督与预测系统研究

高速铁路路基沉降监督与预测系统研究一、引言高速铁路的建设与发展已成为当前交通发展的主要趋势。

然而,由于高速铁路路基所处的地质环境和复杂气候条件的影响等因素,其路基沉降问题成为了制约其发展的重要因素。

因此,如何实现高速铁路路基沉降的监督和预测系统,对高速铁路的安全经营、减少能源和材料消耗等方面都具有极其重要的意义。

二、高速铁路路基沉降原因分析高速铁路路基沉降是由一系列复杂的因素引起的。

主要原因包括地形地貌、地下水位、地下岩土结构、气候变化等因素。

其中地下水位的影响最为重要。

随着干旱与湿润季节的交替以及地下水的变化,地下水位变化导致了地下土壤的体积变化,从而影响了高速铁路路基的沉降。

三、高速铁路路基沉降监督与预测系统的研究现状高速铁路路基沉降监督与预测系统的研究现状包括传统监测技术和新型监测技术两类。

传统监测技术主要包括人工检查、野外测量和遥感图像等方法。

然而,这些方法无法实时获取数据,且数据的准确性存在较大局限。

新型监测技术则通过智能硬件设备对数据的自动采集和实时处理,大大提高了数据的准确性与全面性。

主要包括基于传感器的监测技术、基于遥感技术的监测技术、基于数字影像处理的监测技术等。

四、高速铁路路基沉降监督与预测系统的建设及应用高速铁路路基沉降监督与预测系统的建设需要基于高精度地质调查、监测数据的采集和处理,以及先进的模型和算法等技术。

此外,还需要建立可靠的数据传输和采集通道,以保证监测数据的及时、准确地传输和处理。

建设好高速铁路路基沉降监督与预测系统后,应用也是十分广泛的。

首先,可以通过分析监测数据,及时找出路基沉降的问题,进行及时的维护和修缮。

其次,可以通过分析数据,准确预测出路基沉降发展趋势,及时进行调整,提高铁路的安全运营水平。

五、高速铁路路基沉降监督与预测系统存在的问题和展望高速铁路路基沉降监督与预测系统在建设和应用中存在一些问题,如数据处理算法和模型的优化、监测数据自动判读缺乏标准化等。

高速铁路路基沉降与变形观测控制技术研究

高速铁路路基沉降与变形观测控制技术研究高速铁路是现代交通运输的重要组成部分,对于国家经济的发展和社会进步起着关键的作用。

而高速铁路的建设与运营过程中,路基的沉降与变形是一个十分重要的问题,影响着铁路的运行安全和稳定性。

对高速铁路路基沉降与变形的观测控制技术进行研究具有重要意义。

一、高速铁路路基沉降与变形的原因高速铁路路基沉降与变形的原因主要包括以下几个方面:地下水位变化、地基土-结构相互作用、环境温度变化、施工质量等。

地下水位的变化会导致土壤的季节性膨胀和收缩,从而引起路基沉降和变形;地基土-结构相互作用是指地基土与铁路路基结构之间的相互作用,当地基土与路基结构之间存在不均匀沉降时,会引起路基的变形;环境温度的变化会引起路基结构的膨胀和收缩,从而导致路基的沉降和变形;而施工质量的影响主要体现在路基结构的设计和施工过程中,存在设计不合理或者施工不规范会导致路基的沉降和变形。

高速铁路路基沉降与变形会对铁路运营和行车安全带来严重的影响。

路基的沉降与变形会导致铁路线路的轨面不平整,影响列车的行车平稳性,增加列车的运行阻力,从而影响列车的运行速度和运行安全。

路基的沉降与变形还会影响铁路线路的强度和稳定性,增加铁路线路的维护成本,降低铁路线路的使用寿命,严重时甚至会引发铁路线路的事故。

针对高速铁路路基沉降与变形的问题,需要采用一系列先进的观测技术来对路基的沉降和变形进行监测。

地下水位的变化可以通过地下水位监测井、土壤含水量传感器和压力传感器等设备进行监测;路基结构的沉降和变形可以通过测斜仪、测振仪、应变计和位移传感器等设备进行监测;环境温度的变化可以通过温度传感器和温度记录仪等设备进行监测;施工质量可以通过静载试验、动载试验和地基变形观测等手段进行监测。

在高速铁路路基沉降与变形的控制方面,首先需要制定科学合理的工程设计方案,充分考虑地下水位、地基土性质、环境温度和施工质量等因素,从而减少路基的沉降和变形;在路基施工过程中,需要严格按照设计要求施工,保证工程质量;需要对路基的沉降和变形进行实时监测,及时发现问题并采取相应的措施进行处理;需要定期对路基进行维护和加固工作,保证路基的稳定性和安全性。

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

二、主要研究内容

三、研究方法与技术路线

四、主要研究成果及创新

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;
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从图3-3-18和图3-3-19可以看出:
(1)由于桩顶垫块的存在,调整了桩土荷载分配的比例,减小了桩承担的荷载,并使得桩间土受到了一个预先的压缩作用,通过桩间土预先的压缩变形加大了桩身侧模阻力,降低了桩端的端阻力,从而减小了桩端刺入变形。

(2)当桩顶垫块的厚度H一定时,桩顶垫块的模量变化会影响桩端刺入变形量。

当桩顶垫块的模量减小时,桩端刺入变形量会随着减少。

这是因为随着桩顶垫块模量的减小,使桩身上部桩间土承担了更多的荷载,减小了桩承担的荷载,并通过桩间土预先的压缩变形加大了桩身侧模阻力,降低了桩端的端阻力,从而减小了桩端刺入变形。

当桩顶垫块的模量E一定时,桩顶垫块的厚度变化会影响桩端刺入变形量。

当桩顶垫块的厚度减小时,通过桩顶垫块的调整作用,增加了桩所承担的荷载,加大了桩端端阻力,从而桩端刺入变形量会随着增加。

当桩顶垫块的厚度等于零时,也就相当与桩顶与承台板直接接触的情况。

(3)桩顶垫块模量变化对桩端刺入变形的影响没有垫块厚度变化对桩端刺入变形的影响那样明显。

3.2本章小结
通过对桩顶设置垫块、桩顶与基础板直接接触、桩顶与基础板之间设置褥垫层等几种不同的基础板—桩—土构造形式的对比分析表明:
(1)桩顶设置垫块的复合地基的沉降略大于常规桩基础,两者承载与变形特性的主要区别在于桩间土层应力。

在常规桩基础中,由于没有桩顶垫块的调整作用,桩间土应力较小,桩间土的压缩主要集中在桩身下部土层;而在桩顶设置垫块的复合地基中,垫块的设置使桩间土应力相对较大,从而使整个土体要比桩基础情况下产生更大的压缩,使基础的整体沉降加大。

(2)通过对桩顶垫块的刚度或高度的调整作用,可以在满足基础对沉降要求的前提下,可以有效地调整桩土的荷载分担比。

在加荷的前期,桩顶设置垫块可以有效地发挥桩间土的承载能力。

当垫块压缩到一定程度后,桩主要承担随后增加的荷载,并迅速控制沉降,这样即可以充分利用天然地基的承载能力又可以达到较好的经济目的。

(3)桩顶垫块的存在起到了使桩身上部的桩间土受到预压作用,产生预先的压缩变形,加快了桩间土的固结。

(4)由于桩顶垫块的存在,调整了桩土荷载分配的比例,减小了桩承担的荷载,并使得桩间土受到了一个预先的压缩作用,通过桩间土预先的压缩变形加大了桩身侧模阻力,降低了桩端的端阻力,从而减小了桩端刺入变形。

(5)桩顶垫块的模量、高度影响复合地基的沉降、桩土荷载分担比、孔压消散速度、桩端刺入变形。

当桩顶垫块模量较大,垫块厚度较小时复合地基呈现出与常规桩基类似的工作性能。

第四章结论与建议
高速铁路客运专线的沉降控制是高速铁路设计和施工中的一个难点和关键。

本文对京津高速铁路客运专线某试验段的一典型断面进行了数值模拟,并且此模拟的基础上对刚性桩复合地基中采用承台(基础)—桩—土不同构造形式进行了研究。

一、主要结论
(1)在桩顶设置垫块的刚性桩复合地基中,桩间土的承载力首先被调动起来,加载初期,桩间土首先承担大部分的外荷载,随着荷载的增加,荷载逐渐向桩转移,桩顶反力逐渐增大,加荷后期桩承担大部分的荷载。

(2)桩顶设置垫块的复合地基的沉降略大于常规桩基础,两者承载与变形特性的主要区别在于桩间土层应力。

在常规桩基础中,由于没有桩顶垫块的调整作用,桩间土应力较小,桩间土的压缩主要集中在桩身下部土层;而在桩顶设置垫块的复合地基中,垫块的设置使桩间土应力相对较大,从而使整个土体要比桩基础情况下产生更大的压缩,使基础的整体沉降加大。

(3)通过对桩顶垫块的刚度或高度的调整作用,可以在满足基础对沉降要求的前提下,可以有效地调整桩土的荷载分担比。

在加荷的前期,桩顶设置垫块可以有效地发挥桩间土的承载能力。

当垫块压缩到一定程度后,桩即可主要承担随后增加的荷载,并迅速控制沉降,这样即可以充分利用天然地基的承载能力又可以达到较好的经济目的。

(4)在桩顶设置垫块的刚性桩复合地基中,通过垫块的调整作用,使桩间土在桩承担大部分的荷载前受到一个预压作用,加快了桩间土的固结。

(5)由于桩顶垫块的存在,调整了桩土荷载分配的比例,减小了桩承担的荷载,并使得桩间土受到了一个预先的压缩作用,通过桩间土预先的压缩变形加大了桩身侧模阻力,降低了桩端的端阻力,从而减小了桩端刺入变形。

(6)桩顶垫块的模量、高度影响复合地基的沉降、桩土荷载分担比、孔压消散速度、桩端刺入变形。

当桩顶垫块模量较大,垫块厚度较小时复合地基呈现出与常规桩基类似的工作性能。

(7)采用有限元、等效作用分层总和法、明德林(Mindlin)法、复合模量法计算此典型断面的最终沉降量,其中S复合模量法=52.72mm<S有限元=92.76 mm<S等效作用分层总和法=116.73mm<S明德林法=131.00mm。

(8)通过有限元的计算结果,在小桩径的刚性桩复合地基和超载预压固结排水联合应用于高速铁路软弱地基处理时,运行二十年后的工后沉降仅为1.78cm,能够满足《设计指南》中工后沉降控制在3.0cm的要求,这说明刚性桩复合地基在运用于高速铁路软弱地基处理中是能够满足客运专线对工后沉降的严格要求的。

二、建议
由于桩顶设置垫块的刚性桩复合地基的工作性能的复杂性,本论文中的一些结论是有局限性的,同时由于时间、能力、和条件的限制,论文中一些错误在所难免,论文的工作还有很多缺陷和不足,建议进行桩顶设置垫块的刚性桩复合地基的现场试验以总结规律,并研究其在水平荷载作用下的工作性能。

天津大学硕士学位论文参考文献
参考文献
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