高速鐵路非埋式樁板路基結(jié)構(gòu)變形機理及承載特性研究.pdf

1、目前,在高速鐵路及客運專線的建設(shè)過程中,出現(xiàn)了許多新的路基結(jié)構(gòu)型式,樁板結(jié)構(gòu)作為一種新型路基結(jié)構(gòu)型式,具有穩(wěn)定性好、舒適度高、少維修、剛度大、耐久性好、經(jīng)濟實用等諸多優(yōu)點,在工程中得到了廣泛應(yīng)用,但其相關(guān)理論研究還不夠完善,尤其在樁板結(jié)構(gòu)各部分參數(shù)的選擇和受力機理方面有待于進(jìn)一步研究?；诖?本文運用正交試驗、室內(nèi)模型試驗和有限元數(shù)值模擬的手段,較為系統(tǒng)地研究了非埋式樁板路基結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化及各部分承載特性問題,比較分析了有托梁和無托

2、梁兩種結(jié)構(gòu)型式在靜力荷載下的沉降及受力特性。以期為高速鐵路樁板路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。本文主要進(jìn)行了如下方面的探討:
　　(1)首先,對高速鐵路復(fù)合地基常見的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了綜述,針對樁板結(jié)構(gòu)這種新型復(fù)合地基型式,總結(jié)了樁板結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的應(yīng)用實例,通過概括樁板結(jié)構(gòu)的研究狀況,歸納了目前研究存在的一些問題,提出了本文研究的主要內(nèi)容及研究的基本線路。
　　(2)在簡述樁板結(jié)構(gòu)路基的特點及分類、設(shè)計方法、設(shè)計原則等相關(guān)理論的基礎(chǔ)

3、上,確定出本文研究的樁板結(jié)構(gòu)型式為無托梁樁板結(jié)構(gòu)和有托梁樁板結(jié)構(gòu)兩種非埋式樁板路基結(jié)構(gòu)。
　　(3)采用正交試驗的方法,從技術(shù)角度和經(jīng)濟指標(biāo)出發(fā),確定了若干目標(biāo)函數(shù),設(shè)計了16組正交試驗方案,計算了每一試驗方案對應(yīng)的目標(biāo)結(jié)果,應(yīng)用極差分析的方法,綜合比較了每一目標(biāo)函數(shù)的主要影響因素。通過對主要影響因素的分析,對所研究的樁板結(jié)構(gòu)各部分參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析,得到了各參數(shù)的合理取值區(qū)間。
　　(4)在優(yōu)化后的參數(shù)取值區(qū)間中,選擇了一

4、組參數(shù)作為樁板結(jié)構(gòu)原型。運用單位影響線加載的方法,得到了最不利加載位置,確定了加載工況。運用幾何相似的方法,進(jìn)行了室內(nèi)模型試驗,分析了中跨加載、兩邊跨加載、中跨及一邊跨加載、三跨滿布加載四種加載工況下無托梁和有托梁兩種樁板結(jié)構(gòu)路基在靜力場下變形機理及樁板結(jié)構(gòu)中樁、承臺板、托梁的受力特性。
　　(5)采用MIDAS/GTS軟件建立了三維數(shù)值分析模型,對兩種樁板結(jié)構(gòu)型式沉降變形與受力特性進(jìn)行系統(tǒng)分析,研究了四種加載工況下樁板結(jié)構(gòu)變形、