【摘 要】
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在曹妃甸等滨海吹填土地区的铁路工程建设中,常遇到地基沉降过大、承载力不足等问题。高压旋喷桩因其良好的加固效果而广泛运用于地基的改性处理中,兼具加固和防渗的双重作用的同时,对周围建筑的影响较小,还可使地基原状土的性质得到改善。同时,在铁路线路运营过程中,铁路路基在列车移动荷载下的变形,不仅会使线路的运营条件恶化,更阻碍经济的发展,威胁乘客的人身安全。本文以唐曹铁路DK33+440.52~DK44+2
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在曹妃甸等滨海吹填土地区的铁路工程建设中,常遇到地基沉降过大、承载力不足等问题。高压旋喷桩因其良好的加固效果而广泛运用于地基的改性处理中,兼具加固和防渗的双重作用的同时,对周围建筑的影响较小,还可使地基原状土的性质得到改善。同时,在铁路线路运营过程中,铁路路基在列车移动荷载下的变形,不仅会使线路的运营条件恶化,更阻碍经济的发展,威胁乘客的人身安全。本文以唐曹铁路DK33+440.52~DK44+205段高压旋喷桩复合地基为研究对象,采用理论分析、实地调研、现场监测、数值模拟相结合的方法,在分析路基填筑过程中复合地基的变形特性的基础上,研究了列车移动荷载下复合地基-路基系统结构的动力响应。主要研究内容如下:
(1)对高压旋喷桩复合地基的作用机理、破坏模式等进行了总结。通过对列车动荷载产生机理的分析,建立了考虑轨道不平顺、附加动载和轨面波磨效应等因素综合影响的列车移动荷载的表达式。
(2)选择高压旋喷桩复合地基的典型监测断面,建立FLAC3D复合地基-路基三维数值模型,对路基施工引起的天然地基、高压旋喷桩复合地基沉降和水平位移进行了数值模拟,并将计算结果与实测值进行对比分析。
(3)利用建立的三维动力分析模型,对列车移动荷载下,唐曹铁路吹填土复合地基的动力响应进行了数值模拟,得到模型土体内动应力、动位移以及动加速度时程曲线,分析各自随深度的变化规律;通过与参考文献实测值的对比分析,验证了本文模型的合理性。
(4)利用唐曹铁路复合地基-路基模型,分析了桩体弹性模量、填土层弹性模量、动荷载作用时间、列车行驶速度以及列车轴重对系统动力特性的影响,发现桩体弹性模量对控制动位移效果明显;模型系统的动力响应随列车行驶速度的增加有一定程度的增大,但增量仅有1%;列车轴重的增大对模型系统动力响应的影响显著,二者基本呈线性关系。
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