浸水條件下濕陷性黃土地區(qū)高速鐵路復合地基滲流有限元分析.pdf

1、鄭州至西安鐵路客運專線是我國也是世界上第一條在濕陷性黃土地區(qū)建設的高速客運專線。鄭西客運專線沿線黃土分布廣泛,約占全線總長度的80％,其中濕陷性黃土區(qū)段占全線總長度的65％,自重濕陷性黃土占線路總長度的27％。與普通鐵路相比,高速鐵路對路基的沉降要求更高,因此濕陷性黃土地基處理是鄭西客運專線的重點控制工程。黃土濕陷性是濕陷性黃土在一定壓力(自重或外荷載)作用下,受水浸濕原有土體結構發(fā)上破壞而產生的下沉變形,水的滲流作用既會使得黃土產生濕

2、陷性變形,又會受到濕陷變形的影響,由此可見水對黃土的影響非常明顯,因此研究滲流對黃土路基變形的影響具有重要的實踐和理論意義。
　　 為探究滲流對黃土影響范圍及程度,進而為黃土處理及變形計算提供依據,本文基于鄭西客運專線濕陷性黃土路基處理試驗及浸水試驗,主要研究內容如下:
　　 (1)滲流場與溫度場相似度的比較,進而得出利用ANSYS溫度場模塊模擬滲流場的合理性。
　　 (2)匯總鄭西客運專線試驗的相關資料,分析相

3、關數據,為下一步建立有限元模型提供基本參數。
　　 (3)使用大型有限元軟件ANSYS建立非飽和濕陷性黃土滲流有限元模型,運用含水率作為滲流的基本變量,通過對鄭西客運專線浸水試驗結果的反演得出地基經過強夯處理后不同含水率下的滲透系數,并利用這個滲透系數對沒有補給的水源地滲流模擬。
　　 (4)使用大型有限元軟件ANSYS建立未經過處理的濕陷性黃土地基滲流有限元模型,運用含水率作為滲流的基本變量,模擬降雨后一段時間內存在補

4、給水和沒有補給水的情況下的滲流情況,并與試驗及上一節(jié)模擬情況做出對比,驗證地基強夯效果。
　　 (5)使用大型有限元軟件ANSYS建立飽和濕陷性黃土滲流有限元模型,運用水頭作為滲流的基本變量,得出濕陷性黃土在飽和情況下的豎直和水平方向滲流范圍及程度。考慮重力情況下將豎直方向的滲透系數加大一定倍數,模擬重力情況下的滲流范圍。
　　 (6)將有限元模擬出的結果與現(xiàn)場實測資料對比,得出強夯地基處理效果以及利用水頭和含水率作為基