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高速铁路软土地基路基沉降稳定分析及工后沉降预测

杜立群  
【摘要】:高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础,而路基作为轨道结构的基础,必须在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在要求的标准范围之内,这无疑就是对高速铁路的沉降稳定提出了很高的要求。因此,当高速铁路通过软土地基时,地基的沉降的稳定性以及工后沉降的预测成了高速铁路路基设计和施工的关键。本学位论文从经验公式计算以及有限元分析两方面着手对高速铁路软土地基路基工后沉降展开了系统的研究,并将灰色理论应用于工后沉降的预测。 在假定不同高度路堤填方高度以及不同深度的下卧软土层厚度条件下,对软土地基的两种处理方式(砂井地基及CFG桩复合地基)分别计算了不同处理深度后的路堤工后沉降,从而确定了在满足高速铁路工后沉降限定值前提下的路堤高度、软土厚度、以及处理深度所需要满足的条件。 针对CFG桩复合地基,采取复合模量分析方法,建立流体渗透模型,借助ABAQUS有限元软件成功分析了复合地基加固区及下卧层的孔隙水压力分布与消散过程,以及沉降对时间的变化。 运用灰色理论预测高速铁路沉降,并与常规预测方法进行比较。比较结果表明灰色预测法具有很高的精度,要优于传统方法。同时在GM(1,1)模型基础上,考虑量测数据不等时间间隔以及数据的不断更新,建立地基沉降的非等间距等维的新陈代谢模型,并引入缓冲弱化算子,消除灰色预测模型的无限增长性,能有效提高预测精度。 本文较为全面地揭示了高速铁路软土路基沉降稳定的条件,并探讨了工后沉降分析有限元计算和预测方法,为高速铁路的设计和施工提供了较为充分的数据参考和技术支持。


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