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深厚软基新型桩板结构路基结构设计研究

荆志东  
【摘要】:论文以京津城际铁路路基工程为背景,对深厚层松软土地区高速铁路路基高标准工后沉降控制问题进行了深入系统的研究。应用现场综合地质勘察、室内土工试验、理论分析、离心试验、数值模拟、路基试验段现场监测等研究手段,研究了新近沉积松软土的工程地质特征及其对工程的影响;首次提出了深厚层松软土地区高速铁路桩板结构路基结构形式及工后沉降系统控制技术,满足了15mm路基沉降变形要求;对深厚软土地区高速铁路路基工程提出了新的设计原则及其工程对策。主要内容如下: (1)系统总结了京津地区新近沉积深厚松软土的土体工程地质特征,为类似地区高速铁路路基工程建设奠定了工程地质基础; (2)在既有软土地区沉降控制技术的基础上,针对高铁试验段复杂的地基条件,提出了桩板结构路基结构形式,满足350km/h高速铁路15mm路基工后沉降变形控制标准要求; (3)通过对京津城际铁路路基工程中的PHC桩桩板结构、CFG桩桩板结构、钻孔灌注桩桩板结构3种桩板结构形式对比,研究了不同类型桩板结构对高速铁路路基工后沉降控制的适用性; (4)通过3种类型桩板结构与桩网结构、长短桩复合结构路基工后沉降等因素的对比,研究了桩板结构路基的优越性与局限性; (5)通过对桩板直接接触和垫层接触2种桩板接触关系进行对比,研究了不同类型桩板接触形式对路基工后沉降的影响规律; (6)在既有软土地区沉降计算理论的基础上,结合高速铁路路基的具体条件,提出了计算高速铁路路基工后沉降等效基底面积法; (7)通过两组离心模拟试验,对比研究了桩板结构中的钢筋混凝土板对高速铁路路基沉降的影响,说明了钢筋混凝土板对控制路基工后沉降的幅度和均匀性方面效果显者; (8)通过对试验段桩板结构路基沉降的数值模拟,研究了不同工程阶段桩板结构路基的沉降变形规律、孔隙水压力变化规律,并在此基础上预测了工后一年、五年、十年和二十年的沉降变形趋势,为工程设计施工提供了参考; (9)通过对试验段的沉降、孔隙水压力、桩土应力等因素的全面监测和系统分析,深入研究了桩板结构路基工后沉降变化规律; (10)综合理论计算、数值模拟、离心模拟和现场试验与监测,提出了深厚沉积松软土区高速铁路路基控制标准工后沉降15mm的设计方法。


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