高速鐵路斜坡樁板結(jié)構(gòu)路基穩(wěn)定性研究.pdf

1、高速鐵路的建設(shè)對(duì)路基提出了“高穩(wěn)定性、高精度和小殘余變形”的要求，在山區(qū)斜坡軟土地段修建高速鐵路時(shí)，不僅需要克服直線軟土地段的不利條件，還要面臨路基橫向約束不足、潛在滑動(dòng)面的問(wèn)題。在斜坡軟土地段應(yīng)用樁板結(jié)構(gòu)路基，可以有效的提高路基垂橫向穩(wěn)定性，是高速鐵路通過(guò)斜坡軟土路基的新型解決方案。本文在較全面調(diào)研文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，開展了高速鐵路斜坡軟土地段樁板結(jié)構(gòu)路基的深入研究，具體如下:
　　(1)詳述了斜坡樁板結(jié)構(gòu)路基穩(wěn)定系數(shù)的定義及極限分析

2、法基本原理;提出了應(yīng)用極限分析法需要滿足的條件和屈服準(zhǔn)則;利用非線性有限元軟件建立樁板—路基三維模型，合理解決了樁—土、板—土的接觸問(wèn)題和地應(yīng)力平衡問(wèn)題。
　　(2)研究了斜坡樁板結(jié)構(gòu)在垂、橫、縱向荷載作用下的穩(wěn)定系數(shù)、內(nèi)力、位移變化規(guī)律;對(duì)影響樁板結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的主要因素進(jìn)行多工況分析，研究其合理的結(jié)構(gòu)型式。分析結(jié)果表明:在斜坡路基應(yīng)用樁板結(jié)構(gòu)，路基的穩(wěn)定系數(shù)大幅提高，且斜坡滑動(dòng)面范圍得到有效控制;垂向荷載是樁板結(jié)構(gòu)最主要的荷載，

3、在垂向荷載作用下，承載板跨中彎矩、剪力較大;樁主要受軸力和土層分界面的剪力，且隨著跨徑、脫空高度的增大而增加，隨著樁長(zhǎng)、樁徑和板厚的增大而減小。
　　(3)系統(tǒng)分析了軟弱層厚度、軟弱層在地基中的位置、地面橫坡和路堤填料性質(zhì)對(duì)斜坡樁板結(jié)構(gòu)路基穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)果表明:斜坡樁板結(jié)構(gòu)路基穩(wěn)定系數(shù)隨著軟弱層厚度的增加而逐漸降低，超過(guò)臨界厚度時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)趨于平穩(wěn);軟弱層與路堤填土間的巖性?shī)A層對(duì)穩(wěn)定性影響非常明顯;穩(wěn)定系數(shù)隨著地面橫坡的提高

4、呈現(xiàn)出近似線性減小的關(guān)系;路堤填土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)斜坡穩(wěn)定性的影響較為明顯，但提高土體的內(nèi)摩擦角可以更快速有效地增加路堤的穩(wěn)定性。
　　(4)研究了斜坡樁板結(jié)構(gòu)路基在地震波荷載作用下的穩(wěn)定性和動(dòng)力響應(yīng)。結(jié)果表明:土體瑞利阻尼和模型邊界條件的選取對(duì)計(jì)算結(jié)果有著直接影響;剪切波對(duì)斜坡路基的破壞作用遠(yuǎn)大于豎向波，路基內(nèi)部易發(fā)生橫向滑動(dòng)，樁板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剪切破壞;在地震波荷載作用下，樁在路堤填土與原路基面的交界處受到較大的剪力和彎矩，橫向位移