樁網(wǎng)結構低路基土拱效應及加筋墊層動力特性研究.pdf

1、樁網(wǎng)結構路基的樁、加筋墊層和土體相互作用強烈，尤其路基高度較低時，基床受列車荷載影響較大，路基中的土拱效應及張拉膜效應會發(fā)生變化從而影響樁網(wǎng)結構路基功能的發(fā)揮。研究列車荷載下樁網(wǎng)結構低路基土拱效應及墊層中土工格柵特性具有重要的理論意義和工程價值。
　　本文運用PFC3d離散元軟件建立了樁網(wǎng)結構路基簡化模型對土拱效應進行了細觀研究分析，進而基于遂渝線現(xiàn)場動車試驗測試斷面運用ABAQUS有限元軟件建立三維樁網(wǎng)結構路基動力模型，對列車荷

2、載作用下樁網(wǎng)結構低路基的土拱效應和土工格柵受力及變形開展研究，本文主要內(nèi)容及結論如下:
　　1、運用PFC3d軟件建立樁網(wǎng)結構路基簡化模型模擬土拱效應，對顆粒間的接觸力鏈，顆粒的豎向及橫向位移，路基的豎向應力分布等進行分析，表明樁土發(fā)生差異沉降后路基中會形成應力拱，應力拱內(nèi)包含多個虛擬土拱。動荷載作用時路基中會形成動力土拱，動力土拱的高度與動荷載的大小有關且動力土拱高度要低于靜力土拱。位移拱范圍內(nèi)樁頂上方顆粒的橫向位移較大，向四周

3、逐漸減小。等沉面形成與位移拱有關，位移拱范圍內(nèi)樁頂上方顆粒擠入樁間土區(qū)域從而導致位移拱范圍外樁頂上方顆粒豎向位移增大而樁間土上方顆粒豎向位移減小。
　　2、運用ABAQUS軟件建立三維樁網(wǎng)結構低路基動力模型，采取相應方法對列車荷載、動力邊界等條件進行設定。現(xiàn)場動車測試與模擬計算的動應力、動位移結果對比驗證了本文所建模型的可靠性。
　　3、基于動力有限元模型分析列車荷載作用下樁網(wǎng)結構路基中豎向應力分布、等沉面高度、樁土應力比等

4、變化規(guī)律，表明列車荷載作用下路基中動應力的分布會受到土拱效應影響，表現(xiàn)為樁間土上方的動應力轉移到樁頂上方且在土工格柵附近轉移現(xiàn)象最明顯。列車荷載作用過程中，樁土應力比峰值逐漸減小且趨于穩(wěn)定。布置樁體縱斷面的等沉面高度大于沒有布置樁體縱斷面的等沉面高度，且沿路基中心到路肩同一類型縱斷面的等沉面高度降低，列車荷載作用后路基中心處的等沉面高度升高。另外分析了樁間距、路基高度、樁端土體模量等因素對土拱效應分析參數(shù)及其在列車荷載作用后變化的影響規(guī)

5、律。
　　4、分析列車荷載作用下的土工格柵受力及變形規(guī)律，表明路基中心處樁頂上方土工格柵豎向位移要小于樁間土上方土工格柵豎向位移。橫向土工格柵豎向變形量及變形變化量要大于縱向土工格柵。垂直樁帽邊的縱向土工格柵動位移要大于平行樁帽邊的縱向土工格柵動位移，橫向土工格柵動位移從路基中心到坡腳呈現(xiàn)遞減規(guī)律。路基中心樁帽邊緣處土工格柵拉力及動拉力大于樁間土及樁帽中心處土工格柵，橫向土工格柵最大拉力及動拉力大于縱向土工格柵。墊層布置雙層土工格