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客运专线复合地基上无碴轨道路基沉降的控制与计算分析研究

秦文权  
【摘要】: 我国铁路客运专线建设已经进入一个高速发展的时期,大力发展无碴轨道是我国新建客运专线快速发展的客观要求。无碴轨道由于受自身结构的限制,对路基沉降控制非常严格,要求路基工后沉降不能超过15mm,甚至要求地基为“零沉降”,可以说,客运专线路基上铺设无碴轨道的核心问题就是沉降控制。本文以我国武广客运专线为工程背景,通过理论分析、现场试验与数值模拟相结合,对客运专线无碴轨道路基沉降的控制与计算问题,开展了以下的工作: (1)根据客运专线无碴轨道路基的基本特点,对土质路基上铺设无碴轨道的技术要求进行归纳总结,指出客运专线无碴轨道路基工程应按土工结构物进行设计和施工。 (2)按照相关试验规程和施工规范,通过开展水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)复合地基静载荷试验,以检测复合地基加固效果,并通过路基试验段填筑工艺性试验与路基沉降的现场监测,对武广客运专线路基沉降进行施工控制分析。 (3)从CFG桩复合地基的工作特性和加固机理出发,分析了CFG桩复合地基沉降的计算模式及其影响因素,并重点探讨了CFG桩复合地基沉降计算的有关方法。 (4)结合武广客运专线里程DK1268+599.38~DK1268+913路段地质资料,运用FLAC有限差分程序,将桩和土按不同的材料考虑,分别计算CFG桩加固前后路基的沉降大小,分析了CFG桩复合地基加固效果;采用正交分析法分析了CFG桩设计参数对路基沉降的影响程度,并根据不同桩长、桩距条件下路基沉降量的变化情况,分析了该路段CFG桩的合理桩长与桩间距。 (5)根据灰色系统理论预测的基本原理,建立了等时距的灰色GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型,分别对武广客运专线DK1268+769、DK1268+787与DK1268+835三个典型断面的路基沉降进行实例预测,并运用相对误差法对预测结果进行精度检验,分析了灰色理论模型对客运专线路基沉降的预测效果。


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