高速鐵路路堤穩(wěn)定和地基沉降影響因素敏感性分析.pdf

1、高速鐵路路基設(shè)計(jì)需對(duì)路堤穩(wěn)定和沉降進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)對(duì)運(yùn)營高鐵路基工后沉降過大的路堤段進(jìn)行地基補(bǔ)強(qiáng)加固以控制沉降進(jìn)一步發(fā)展亦十分必要。開展基于高速鐵路路堤穩(wěn)定及沉降影響因素分析確立其主控因素從而進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并針對(duì)既有高鐵地基沉降超限的病害處理對(duì)已有地基局部加固方案進(jìn)行優(yōu)化具有重要的工程意義。
　　采用正交設(shè)計(jì)理論，應(yīng)用極限平衡分析軟件Slope/W對(duì)路堤穩(wěn)定影響因素敏感性進(jìn)行了分析，采用ABAQUS有限元軟件研究了地基沉降的

2、關(guān)鍵影響因素，探討了地基塑性變形與路堤穩(wěn)定性間對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)既有高鐵地基出現(xiàn)較大塑性變形的情況開展了路堤坡腳處鉆孔注漿地基加固方案的優(yōu)化研究，主要工作如下:
　　(1)針對(duì)邊坡和地基兩種路堤穩(wěn)定主控條件，基于極限平衡分析方法分別建立了路堤邊坡和路堤地基穩(wěn)定分析模型，采用正交設(shè)計(jì)方法研究了對(duì)應(yīng)計(jì)算模型的各影響因素主次順序并對(duì)均質(zhì)邊坡條件下各影響因素間交互作用進(jìn)行了深入分析。地基良好條件下路堤邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素為路堤填料內(nèi)摩擦角，

3、均質(zhì)土坡條件下邊坡比與內(nèi)摩擦角、坡高與黏聚力間存在顯著交互作用，取值水平不當(dāng)會(huì)影響各因素的敏感性排序;地基軟弱及地表傾斜條件下路堤穩(wěn)定性主要受地基狀態(tài)控制，地基土強(qiáng)度和地表坡度是影響路堤穩(wěn)定的主要因素。
　　(2)采用ABAQUS有限元軟件建立了路堤地基一體化有限元計(jì)算模型，針對(duì)地基良好條件通過正交設(shè)計(jì)方法分別對(duì)路堤沉降和地基沉降影響因素主次順序進(jìn)行了分析。路堤沉降影響因素分析結(jié)果表明其主要影響因素為路堤填料模量和路堤高度。地基沉

4、降分別采用線彈性和Mohr-Coulomb理想彈塑性兩種模型進(jìn)行計(jì)算，基于不同模型的地基沉降影響因素敏感性分析結(jié)果得出的關(guān)鍵影響因素一致，均為地基土模量和路堤高度。
　　(3)基于低強(qiáng)度地基條件采用Mohr-Coulomb理想彈塑性模型對(duì)地基塑性變形進(jìn)行了分析，隨地基強(qiáng)度減小路堤穩(wěn)定性降低，地基塑性變形增加趨勢(shì)明顯。對(duì)不同路堤高度條件下地基塑性變形y與路堤穩(wěn)定安全系數(shù)x間對(duì)應(yīng)關(guān)系采用負(fù)冪函數(shù)y=axb進(jìn)行了擬合，路堤高度12m、1

5、6m、20m對(duì)應(yīng)的a值依次為0.1169、0.1768、0.2951，b值依次為-6.875、-7.008、-7.052。采用正交設(shè)計(jì)方法分別探討了軟弱地基條件下地基沉降和地基塑性變形的影響因素敏感性大小，地基沉降主要影響因素為路堤高度和地基土模量，地基塑性變形影響因素主次順序從大到小依次為路堤高度、地基內(nèi)摩擦角、地基模量、地基黏聚力，四種因素極差值相差不大，均對(duì)地基塑性變形有較大影響。
　　(4)針對(duì)既有高鐵路基沉降超限的病害情