本文選題：高速鐵路路基　切入點：樁網(wǎng)復合地基　出處：《中國鐵道科學研究院》2017年博士論文

【摘要】：沉降變形是高速鐵路路基面臨的主要問題,地基是沉降變形的主要來源,尤其是深厚軟土地區(qū)。樁網(wǎng)復合地基是我國高速鐵路的一種主要地基處理方式。樁網(wǎng)復合地基沉降的來源是多方面的,有加筋墊層的壓縮與樁頂刺入變形、加固區(qū)壓縮沉降、下臥層壓縮及樁體下刺變形。在樁網(wǎng)復合地基體系中,對于加固區(qū)沉降變形研究較多,對于樁體的上穿及下刺問題尚缺乏可靠的分析和計算方法,整體沉降的內(nèi)在規(guī)律還有待深入研究,而且對于高速鐵路還存在精細計算與高精度控制的需求。本文開展高速鐵路軟土路基樁網(wǎng)復合地基體系沉降分析及對策研究。論文通過仿真計算和單樁模型試驗,研究樁網(wǎng)復合地基墊層加筋體變形及失效機制以及不同條件下墊層變形的規(guī)律;通過模型試驗,研究樁網(wǎng)復合地基荷載傳遞與變形特征,分析樁頂和樁底平面荷載分布特征及樁端上穿、下刺的變形規(guī)律;通過現(xiàn)場試驗,分析單樁承載力以及樁側(cè)摩阻力分布規(guī)律;系統(tǒng)研究樁網(wǎng)復合地基沉降計算模式和方法;針對樁網(wǎng)復合地基沉降變形問題,分析研究相應的整治對策。主要成果如下:(1)揭示了加筋墊層與樁端相互作用特征和變形規(guī)律,得出了墊層加筋體在樁頂和樁間位置的完整變形形態(tài),以及區(qū)別于樁間懸索理論的加筋體應變最大位置,修正了現(xiàn)有加筋體拉力計算公式,提出了加筋墊層設計計算公式。(2)得出了樁網(wǎng)復合地基各部位沉降變形特征,基于膜式壓力分布傳感器測試,探明了樁頂與墊層、樁底與下臥層界面處連續(xù)的壓力分布形態(tài),分析提出了樁體上穿、下刺變形簡化計算公式。(3)基于樁底應力分布情況,得出了樁底下臥層局部應力集中的深度影響范圍,提出了下臥層沉降局部應力集中區(qū)和應力均布區(qū)分層計算方案�？紤]墊層作用,對現(xiàn)有土拱結(jié)構(gòu)形態(tài)進行了優(yōu)化。(4)建立了適用于高速鐵路樁網(wǎng)復合地基的綜合沉降作用體系計算模型,并通過模型試驗和現(xiàn)場試驗,驗證了其有效性�；诟咚勹F路樁網(wǎng)復合地基沉降特性,提出了針對不同部位沉降變形的整治措施。
[Abstract]:Settlement and deformation are the main problems faced by high-speed railway subgrade, and the foundation is the main source of settlement and deformation. Especially in deep soft soil area, pile-net composite foundation is one of the main ground treatment methods of high-speed railway in our country. The settlement of pile-net composite foundation comes from many aspects, including the compression of reinforced cushion and the deformation of pile top, and the compression settlement of reinforced zone. In the pile-net composite foundation system, there are many researches on the settlement and deformation of the strengthened area, and there is still no reliable analysis and calculation method for the problem of the top and bottom burr of the pile. The internal law of the whole settlement still needs to be deeply studied. There is also a need for fine calculation and high precision control for high-speed railway. In this paper, the settlement analysis and countermeasures of soft soil pile network composite foundation system of high speed railway are carried out, and the simulation calculation and single pile model test are carried out in this paper. The deformation and failure mechanism of cushion reinforcement in pile-net composite foundation and the law of cushion deformation under different conditions are studied, and the load transfer and deformation characteristics of pile-net composite foundation are studied by model test. The characteristics of the plane load distribution on the top and bottom of the pile and the deformation of the top and bottom of the pile are analyzed, the bearing capacity of the single pile and the distribution of the frictional resistance on the side of the pile are analyzed through the field test, and the settlement calculation model and method of the composite foundation with pile net are studied systematically. In view of settlement and deformation of pile-net composite foundation, the corresponding countermeasures are analyzed and studied. The main results are as follows: 1) revealing the interaction characteristics and deformation law between reinforced cushion and pile end. The complete deformation pattern of cushion reinforced body at the top of pile and the position between piles, and the maximum strain position of reinforced body, which are different from the theory of cable suspension between piles, are obtained, and the existing formulas for calculating the tensile force of reinforced body are revised. The calculation formula of reinforced cushion design is put forward. The settlement and deformation characteristics of various parts of pile-netted composite foundation are obtained. Based on the test of membrane pressure distribution sensor, the continuous pressure distribution patterns at the interface between the pile top and cushion, the interface between the pile bottom and the lower horizontal layer are found out. Based on the stress distribution at the bottom of the pile, the depth of the local stress concentration in the horizontal layer under the pile is obtained, and the influence of the depth of the stress concentration on the depth of the local stress concentration in the horizontal layer of the pile is obtained. In this paper, the calculation scheme of local stress concentration zone and uniform stress distribution of subhorizontal layer settlement is put forward, considering the effect of cushion, Based on the optimization of the existing soil arch structure, the calculation model of the comprehensive settlement system for the pile-net composite foundation of high-speed railway is established, and the model test and field test are carried out. Based on the settlement characteristics of pile-net composite foundation in high-speed railway, the measures for settlement and deformation of different parts are put forward.
【學位授予單位】：中國鐵道科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU473.1

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本文編號：1682110