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高速铁路软土地基沉降控制及路基结构动力分析

许俊超  
【摘要】: 在软土地基上修建高速铁路,其最关键的技术问题就是严格控制路基的工后沉降及列车高速运行时路基顶面的弹性变形。 根据昆山试验段的试验结果,分析了该地区软土地基的特征和变形规律,并分别对真空联合堆载预压、超载预压及砂桩联合堆载预压处理软土地基的加固效果进行了分析评价。上述三种软基处理方法中,建议采用e-lgp法进行主固结沉降的计算,但是无论采用何种理论方法进行的沉降计算,理论计算值与实测值相差较大,仅能作为设计时参考。利用各种沉降预测方法进行地基最终沉降量的推算,其结果均有一定的差异,对于该地区地基最终沉降量的推算建议采用双曲线法。三种地基处理方法处理的地基,在工期允许的情况下,均可满足工后沉降5cm的要求;若工期较紧,建议采用真空联合堆载预压或者砂桩联合堆载法处理软土地基。 利用通用有限元软件ANSYS对地基和路基结构进行了动力分析,从计算及分析结果中可知,基床底层及基床表层土的刚度对路基顶面的变形影响不大,而地基土的刚度对路基顶面的变形影响很大;基床表层土的刚度增加时,路基顶面最大加速度下降很快,但是当基床底层土的刚度从50MPa增加到90MPa时变化却不是很明显,而地基刚度的增加对路基顶面的加速度几乎没有影响;对于路基面的动应力分布情况,有限元计算结果与实测值吻合得较好;针对软土地基,建议基床表层刚度取160~180MPa,基床底层刚度取70~90MPa。


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