鐵路U型結構路基復合地基的沉降與力學特性研究.pdf

1、我國的鐵路建設進入了跨越式發(fā)展時期，施工工期緊、路基不均勻沉降大及土地資源緊缺等問題日益突出。在借鑒鋼筋混凝土擋土墻和箱梁設計思路的基礎上，本文提出了一種新型路基結構——懸臂式U型結構路基，它具有剛度大、變形小、整體性好和不均勻沉降小等優(yōu)點;也解決了常規(guī)放坡路基占用土地面積大以及地基處理面積大的問題?；诖耍疚膶型結構路基荷載下墊層參數(shù)、樁體參數(shù)（樁長、樁徑和樁間距）及路基高度對復合地基的沉降、附加應力、樁的應力及樁土應力比的影響，

2、及車輛軌道—U型結構路基—復合地基耦合系統(tǒng)的動力響應進行了系統(tǒng)深入的研究，主要研究內容和成果如下:
　　(1)U型結構路基與地基是一個整體，兩者間相互協(xié)調，共同作用。地基系數(shù)是影響U型結構路基的變形和內力的最關鍵因素，地基系數(shù)達到6000kN/m3時，U型結構路基的沉降、底板的差異沉降及結構的次應力都趨于穩(wěn)定;U型結構路基的高度應控制在5m左右，并應在出現(xiàn)應力集中區(qū)域采取加密布置箍筋或布置加強鋼筋的構造措施;增大U型結構的厚度和提

3、高U型結構混凝土強度等級都可以增大結構的剛度，提高抗撓曲變形能力，混凝土的強度等級比結構厚度對于結構內力的影響小，混凝土的強度等級宜取C30。
　　(2)墊層在U型結構路基復合地基中具有分擔樁土荷載的重要作用，厚度建議取0.4m，過厚的墊層使樁承擔的荷載減少且不經(jīng)濟;樁長對U型結構路基復合地基的沉降和應力特性有顯著的影響，樁身長度應取15m，穿透軟土壓縮層，進入承載力高、壓縮量小的土層;減小樁間距和增大樁徑都可以增大復合地基的置換

4、率，減小復合地基沉降，樁間距的影響比樁徑顯著，選用細樁密布方案，樁間距取3.5m，樁徑取0.5m。
　　(3)在車輛軌道—U型結構路基—復合地基耦合系統(tǒng)中，行車荷載通過鋼軌、軌道板、U型結構路基、墊層傳遞到復合地基，在傳遞過程中，能量被各種介質吸收，各動力響應指標值逐漸衰減。鋼軌振動遠大于軌道板，從軌道板到支承層再到U型結構路基振動逐漸衰減，但相差不大;再通過墊層傳遞到復合地基，衰減達90％左右。雙向同時行車或單側行車時，U型結構

5、路基復合地基均能滿足列車高速運行時平穩(wěn)性和穩(wěn)定性的要求。
　　(4)鋼軌、軌道板、U型結構路基和復合地基各動力指標的時程曲線均有明顯的輪對效應、疊加效應，從上部鋼軌傳遞到復合地基的深部，輪對效應逐漸減弱。行車速度對U型結構路基復合地基的動力學性能的影響較大，列車運行速度的提高會加劇鋼軌的振動和動力沖擊效應，需要合理控制行車速度，保證行車安全。
　　(5)以M-B聯(lián)合解析法為基礎，采用C語言編寫U型結構路基復合地基的附加應力程