CFG桩复合地基在高速铁路软基处理中的应用研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaosheng2099
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
CFG桩复合地基因其可大幅度地提高天然土层的承载力,降低建筑物的基础沉降,并且具有良好的经济性和适用性,已经成为比较普遍的地基处理方法之一。然而将CFG桩复合地基应用于铁路路基,特别是应用到客运专线路基,还比较少。   CFG桩复合地基是一种刚性桩复合地基,它由CFG桩、桩间土、褥垫层和基础共同组成,基础根据刚度不同分为刚性基础和柔性基础。目前对刚性基础下复合地基性状所作的分析比较多,在理论和方法上相对比较成熟。客运专线路堤是柔性基础,柔性基础下复合地基的特性在理论和方法上都缺乏研究,因此,急需对CFG桩复合地基的承载性状和沉降(尤其是工后沉降)特性作深入研究,以便为客运专线高速铁路地基处理的设计和施工提供理论上的参考和指导。   本文借助于武广客运专线高速铁路CFG桩复合地基处理项目,针对目前存在的问题,对CFG桩复合地基的承载和沉降特性、褥垫层的作用机理和影响以及工后沉降的控制设计作了一定的研究。具体的研究内容如下:   首先,本文对CFG桩复合地基的承载力计算作了研究探讨。对于CFG桩复合地基而言,经过理论的分析和现场试验的验证表明,采用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)给出的CFG桩复合地基承载力计算公式计算得到的复合地基承载力特征值要比荷载试验确定的复合地基实际承载力特征值小,说明用规范推荐的公式来计算复合地基承载力是比较保守的,是偏于安全的。   接着,本文对CFG桩复合地基的变形计算作了分析研究,指出CFG桩复合地基的变形是桩和桩间土在上部荷载作用下的动态协调至平衡的过程。CFG桩复合地基的变形由三部分组成:加固区的变形量、下卧层的变形量和褥垫层的变形量。其中,褥垫层的变形量通常被忽略。本文提出,褥垫层的沉降量是个应该被关注和重视的问题,是需要经过对实际的分析确定是否能被忽略的:当褥垫层厚度不大,且褥垫层材料的级配很好,变形模量高,密实度大,则褥垫层的变形量很小,此时可以忽略;反之则不能忽略,可以通过数值模拟的方法来近似计算出褥垫层的沉降量。常用的复合地基加固区变形量的计算方法有三种,文章分别对这三种方法作了详细分析和讨论,并对三种方法进行了详尽的比较,列出了各自的优缺点和适用性。其中,桩身压缩量法不适用于高粘结强度桩复合地基的沉降计算,实际中复合模量法用的比较广泛。复合地基下卧层沉降量计算一般采用分层总和法。CFG桩复合地基的沉降计算采用复合模量法是比较符合实际的。   本文第三章运用了有限元数值计算的方法模拟研究了褥垫层的作用性状及其对CFG桩复合地基影响。通过模型的分析和计算得出以下结论:(1)褥垫层厚度和变形模量的不同均会影响复合地基的承载性能和沉降变形;(2)随着褥垫层厚度的增加,桩土应力比减小,当褥垫层厚度超过300mm后,褥垫层的厚度对桩土应力比的影响急剧减小;当褥垫层厚度超过500mm后,褥垫层厚度的影响继续减小;(3)随着褥垫层模量的增加,桩土应力比增加,在褥垫层厚度较大的情况下(h=400mm),褥垫层模量对桩土应力比的影响不大;当褥垫层模量超过70MPa后,褥垫层模量的影响继续减小,桩土应力比的增长很小。根据有限元数值分析的结果,结合工程实践,考虑到技术上可靠,经济上合理,褥垫层厚度宜取150-300mm,当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值;褥垫层材料变形模量在30-60MPa之间为优,宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等,最大粒径不宜大于30mm。   本文第四章利用武广客运专线CFG桩复合地基的试桩试验结果验证了承载力和沉降的计算公式,其对比结果表明:利用规范提供的复合地基承载力和沉降计算公式计算的结果与现场试验的数据相比是偏于保守的,即偏安全的。因此,可以采用规范提供的公式来估算复合地基的承载力和沉降量。   本文第五章对复合地基的工后沉降作了研究,并介绍了控制CFG桩复合地基工后沉降的设计计算方法。CFG桩复合地基的工后沉降由CFG桩加固区未完成的主固结压缩量、下卧层未完成的主固结沉降量和整个土层的次固结压缩沉降量三部分组成,各部分的沉降均可由相应的公式求解得出,在设计计算中,我们可以用求解得到的工后沉降量与实际工程所允许的工后沉降量进行对比,若满足要求则设计合理可行。若不满足,则需分别调整CFG桩和褥垫层的各参数,然后重新计算,直至满足设计要求。   文章最后对所做的研究作了总结,提出了相应的研究结论,同时还对进一步的研究提出了建议。   总之,本文在总结前人研究成果的基础上,对CFG桩复合地基的承载性状、褥垫层及桩土应力比、复合地基沉降和工后沉降等作了进一步的探索和研究,总结出了客运专线高速铁路CFG桩复合地基的承载力和沉降的计算公式,同时还提出了工后沉降的控制设计方法。期望能为CFG桩复合地基在高速铁路软基处理的广泛应用提供一定的理论和实践参考。
其他文献
某型航空发动机整机振动是影响发动机可靠性的常见故障之一,特别是中介机匣水平振动故障原因复杂、难以排除,只有确定振动的原因,才能采取有针对性的措施。为了解决某型发动机中
为了研究玄武岩纤维网格布和玻璃纤维网格布的耐碱腐蚀性及其对混凝土方板双向受弯性能的影响,进行了玄武岩纤维和高锆玻璃纤维的耐碱试验和其网格布增强混凝土双向板的弯曲
随着我国加入WTO,对外贸易的不断增加,对检衡车的要求也不断提高;对外口岸轨道衡的检定能力,也是我国铁道车辆综合技术水平的标志。目前我国存在的三种检衡车全部是在80年代
元素化合物有关内容是高中化学教学中的重点,也是难点.元素化合物的学习主要目标就是掌握不同化学物质的性质和其在不同状态下的变化.元素化合物的学习涉及大量的化学公式和
期刊
本文以五台山-恒山地区为研究区,综合本区地质成矿背景,结合野外调查,采用ETM多光谱数据信息提取技术,从影像中解译提取本区与金矿成矿相关的泥化、铁染蚀变信息;从地学信息出
学位
本文首先介绍盖层、盖层封闭质量的主要指标、盖层的分级评价及其封闭能力的影响因素,然后,用实验回归法找出盖层的地球物理特征与不同条件下的突破压力、渗透率、泥质含量及孔
学位
一、关于中共八大在修改党章时删去“毛泽东思想”的问题经过几十年的历史沉淀,现在学术界对此大体上达成了共识──毛泽东本人长期坚持不提“毛泽东思想”,并被 I. Issues Co
微风振动是架空输电线路主要的风振危害之一,对输电工程的安全造成严重威胁,所以越来越引起广大专业技术工作者的重视。本文首先介绍了当今国内外对微风振动及防振相关理论研究的大概状况。其次,阐述了输电导线微风振动的基本理论,包括产生微风振动的起因,特点及影响因素,并简要地推导出输电线在微风振动下的振动波形方程。然后,简单介绍了微风振动防振措施和常用的防振装置及其缺陷,进而提出电磁防振思想。本文的核心内容是
摘 要:本文结合2016版甘肃省地方标准《建筑工程资料管理规程》、《建筑工程施工质量验收统一标准》及工作实践,对建筑工程资料的填写、组卷中容易出现的问题进行简单的罗列及提出解决的办法,从而使工程竣工资料完整、准确、真实。  关键词:工程;资料填写;组卷  中图分类号:TU721.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)15-0300-02  建筑工程资料是记录工程施工全过程的重