深季節(jié)凍土區(qū)吉圖琿高鐵膨脹土邊坡樁板墻體系性能分析.pdf

1、近年，我國(guó)深季節(jié)凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)較多淺地下水豐富的強(qiáng)風(fēng)化與全風(fēng)化膨脹土。同時(shí)，我國(guó)已全面進(jìn)入加快發(fā)展高速鐵路的嶄新時(shí)期，其中越來(lái)越多的高鐵修建于這種膨脹土邊坡復(fù)雜場(chǎng)地。凍融循環(huán)作用和工程活動(dòng)成為嚴(yán)重影響膨脹土邊坡的穩(wěn)定性重要原因，故需對(duì)邊坡采取支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有利保護(hù)。樁板墻體系由于其支擋穩(wěn)定、施工便利等諸多優(yōu)點(diǎn)得到普遍使用。而對(duì)于樁板墻體系的設(shè)計(jì)與施工，考慮凍融循環(huán)效應(yīng)，減少工程造價(jià)，增強(qiáng)樁板墻體系穩(wěn)定性已成為亟待解決的問(wèn)題。
　　依托吉

2、圖琿高鐵，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)延吉段膨脹土邊坡土，先后進(jìn)行基本物理力學(xué)試驗(yàn)、常規(guī)靜三軸試驗(yàn)和凍融循環(huán)條件下靜三軸試驗(yàn)，得到土樣基本物理力學(xué)指標(biāo)、強(qiáng)度和變形特性，最后建立延吉段典型斷面樁板墻體系數(shù)值模型，并進(jìn)行重要參數(shù)分析，為深季節(jié)凍土區(qū)膨脹土邊坡樁板墻體系的設(shè)計(jì)及施工提供建議和參考。本文主要研究?jī)?nèi)容與取得成果如下：
　　首先，完成了延吉膨脹土的顆粒密度試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、界限含水率試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、自由膨脹率試驗(yàn)和凍融循環(huán)

3、條件下固結(jié)試驗(yàn)，得到該土為中壓縮性的粉質(zhì)粘土，且屬于弱膨脹土；隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大，壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)逐漸增大，而壓縮模量逐漸減小。
　　接著，實(shí)施了延吉膨脹土常規(guī)靜三軸壓縮試驗(yàn)和考慮凍融循環(huán)效應(yīng)靜三軸壓縮試驗(yàn)，獲得了土樣在不同壓實(shí)度、不同圍壓、不同凍融循環(huán)次數(shù)作用下的變形及強(qiáng)度特性。結(jié)果顯示：試樣的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線大多呈硬化類(lèi)型；有效粘聚力和有效內(nèi)摩擦角大體上隨壓實(shí)度的增加而增加，隨凍融循環(huán)次數(shù)的增大而逐漸降低；總

4、體上試樣的靜強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、彈性模量隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而不斷降低，隨圍壓和壓實(shí)度的增加而逐漸增大。
　　最后，通過(guò)對(duì)延吉段膨脹土邊坡采用的樁板墻體系進(jìn)行有限元數(shù)值模擬及分析，考慮凍融循環(huán)效應(yīng)，討論分析凍融循環(huán)次數(shù)、樁長(zhǎng)、樁寬及樁高等重要參數(shù)，對(duì)土體隆起特征、樁水平位移、樁后土壓力及樁體穩(wěn)定性的影響。研究表明：樁水平位移隨開(kāi)挖深度和凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增大，隨樁寬和樁高的增大而減??；樁體穩(wěn)定性隨著開(kāi)挖深度和凍融循環(huán)次數(shù)的增大而不斷