戈壁区域铁路路基地基加固处理研究

兰新铁路第二双线客运专线路基铺设无砟轨道,其重要影响因素为地基工后沉降的不确定性和所选填料及压实质量的可靠性和变异性,对于戈壁地区卵砾石类土的地层变形理论、地基处理措施、填料控制标准、填筑碾压工艺、检测标准等诸多关键技术,急需试验研究。本论述仅对地基加固处理的措施进行了试验、分析和研究。     

岩溶区铁路列车荷载对新建下穿隧道动力响应规律

在岩溶地区,列车振动荷载已成为引起铁路周边地表岩溶塌陷的重要影响因素。为研究新建地铁隧道在岩溶地层中开挖时,列车荷载对隧道、地表及地层的动位移和动应力响应,以贵阳地铁3号线下穿川黔铁路为背景,通过有限元软件建模计算了在最不利围岩和列车动载条件下,隧道拱顶无溶洞、有溶洞和溶洞注浆3种工况的动力响应规律进行对比分析。结果表明：在列车动荷载作用下,溶洞存在及对其注浆加固对地表位移动力响应的影响范围大致为3.3倍洞径以内,有溶洞时地表最大瞬时沉降发生在路基中线与隧道中线交叉处,为2.74 mm,而对其注浆加固后此处的沉降为2.16 mm,减小了21.2%;对溶洞进行注浆加固后隧道支护结构产生了相对更大动力响应,最大瞬时位移和主应力均发生在隧道拱顶,分别为-1.41 mm和-0.36 MPa;地层竖向应力从地表到隧道拱顶衰减最明显的是有溶洞的情况,从-0.076 6 MPa衰减到-0.008 4 MPa,衰减率为89.03%。可见,对铁路与隧道之间的地层溶洞注浆加固后,在保证新建隧道安全的情况下,明显改善降低了列车动载引起的地表瞬时沉降。     

列车作用下冻土路基动力响应的数值模拟

为研究高温冻土铁路路基内部的动力变化规律,以人工数定激励力法模拟列车荷载,采用ABAQUS有限元软件建立冻土路基模型,对列车作用下的冻土路基进行动力响应模拟.结果表明:在列车振动荷载作用下,冻土路基内部各点的应力和位移均由路基的顶部中心位置向两侧和下部逐渐减小,路基的最大应力和最大变形均发生在其顶部中心处;路基内各个点的竖向振动随着深度增加逐渐衰减.该结果可为高温冻土路基的强度变化研究提供借鉴.     

双线隧道下穿施工对铁路路基沉降影响数值分析

随着山区城市轨道交通快速发展,轨道交通区间隧道下穿既有铁路工程越来越多。由于山区城市特殊的地质条件和周边复杂环境,区间隧道布置受到限制,左右线隧道水平距离较近。与单线隧道施工比较,双线隧道施工引起既有铁路路基沉降更为复杂。左右线隧道的水平距离对下穿既有铁路引起铁路路基沉降影响规律尚不清楚,还需进一步研究。依托山地城市贵阳轨道交通3号线区间隧道下穿既有铁路工程,建立三维数值模型,分析铁路路基沉降特点,研究不同水平间距双线隧道下穿施工引起既有铁路路基的沉降变形规律。研究发现随着双线隧道水平间距减小,沉降槽范围增大,铁路路基最大沉降值逐渐增大。随着双线隧道水平间距增加,铁路路基沉降最大值位置由隧道中心线对应路基向左线隧道、右线隧道中心线相对应的路基位置转移,路基横向沉降曲线呈V型-U型-W型变化。当隧道水平间距小于15 m时,路基横向沉降曲线呈V型,应加强支护措施,减小后行隧道施工对既有铁路路基沉降产生的叠加效应,将铁路路基沉降控制在允许范围。     

戈壁地区高速铁路路基地基加固处理方式探讨

以冲击碾压、重锤夯实和强夯三种地基处理加固方式及施工工艺为出发点,结合具体工程实践论述了戈壁地区高速铁路路基地基加固处理方式.     

CFG桩复合地基在铁路路基地基处理中的应用

通过CFG桩复合地基技术在某铁路工程地基处理中的应用,介绍了CFG桩的施工钻机的选用,施工配合比的设计,施工工艺流程及相关参数,为同类工程施工提供了一定的参考,具有一定的使用价值。     

下穿通道建设对滑行道变形影响的数值模拟

由于下穿通道的建设,飞机起降过程中滑行道产生的差异沉降可能对起降安全性及舒适性有不利影响.利用有限元软件进行数值模拟,分析飞机滑行过程中,滑行道的下穿通道及过渡段位置的变形规律.研究表明,在飞机荷载短期作用下,下穿通道位置的滑行道位移峰值减小;通过设置过渡段,滑行道与下穿通道之间的变形差异显著减小.过渡段采用三轴搅拌桩进行加固,对比梅花形布桩形式发现,矩形布置能显著提高行驶的平稳性;格栅形布置可以较大程度地降低成本.     

引水隧道下穿铁路线路基沉降的数值分析

以福建省九龙江北引引水隧道下穿铁路线为研究对象,采用软件FLAC3D分析双洞引水隧道的下穿开挖对鹰厦铁路双线、厦深高铁双线的铁路路基的影响,通过模拟路基未加固和加固2种工况下,隧道单线贯通及双洞贯通后的路基的沉降情况.计算结果表明:最大沉降位于两隧道中心线正上方,路基未加固:右洞开挖对路基沉降的贡献64%左右,左洞贡献36%左右;路基加固:线开挖对路基沉降的贡献66%左右,左洞贡献34%左右.对比实测数据较为一致,证明拟合较好.     

基于强夯法处理穿越煤矿采空区铁路路基

新建铁路洛湛线YH5标D1K137＋700-DIKl38＋000段铁路路基穿越煤矿采空区,结合工程实际提出采用强夯法加固采空区地基并制定有关施工方案,现场测试结果表明强夯加固煤矿采空区地基的有效深度与Merlard公式计算结果很接近。     

复合锚杆桩在基础加固中的应用

根据某桥墩基础承载力下降的具体情况，采用单孔复合锚杆桩技术，对桥墩基础进行了加固，并对单孔复合锚杆桩的加固机理进行了初步研究．利用数值模拟方法，对加固后桥墩基础的承载能力以及加固结构的承载性能进行了比较系统地分析．结果表明：利用单孔复合锚杆桩技术加固后的桥墩基础，其承载力有较大幅度地提高，在600kN／m的桥墩载荷作用下，加固结构和周围的岩体在垂直方向上的位移变形值不足2mm，而且基本上保持着同步变形同步稳定的理想状态，达到了设计目的．     

不同加固方式下的软硬过渡段隧道基底受列车动载影响规律

在高速铁路列车动载作用下,隧道穿越软硬岩过渡段时易使隧道结构发生损害,而对于此类工程的动力研究及相关减隔振措施还鲜有涉及。鉴于此,依托广湛铁路相思山隧道工程实例,采用数值计算方法,对比分析无加固以及不同桩板结构加固下隧道穿越软硬岩过渡段时结构的动力响应特性。研究结果表明：在列车荷载作用下,位于交界面软岩侧隧道结构的加速度、动位移和动应力响应与硬岩侧隧道结构的动力响应差异很大,导致隧道交界面附近过渡效果较差,不利于结构的稳定。经三种不同桩板结构加固后,软岩段的隧道结构的动力响应有所减小,且与硬岩段隧道结构的动力响应更接近,过渡效果十分显著。在对比之下,桩板结构1(即承载板+托板+钻孔桩)的减振作用与过渡效果最佳。     

水泥粉煤灰碎石桩复合地基对于软基的加固效果研究

基于福州市一个路桥过渡段CFG桩复合地基工程,运用MIDAS GTS/NX建立纵断面模型,分别建立天然地基与CFG桩复合地基模型,进行静力固结分析。提取相同位置的沉降值,与横断面模拟沉降值以及现场沉降监测数据进行对比分析,结果显示：CFG桩复合地基的沉降比天然地基减小了13.6cm,且纵断面模型模拟沉降结果与横断面模拟沉降值以及现场监测结果基本一致,沉降变化趋势也相近,说明CFG桩复合地基加固软基的有效性以及有限元模拟的可靠性。研究结果可为软土地基的加固工程提供一定的理论参考与借鉴。     

列车载荷下隧道联络通道动态响应的并行计算

以上海某大型双线隧道为例,建立了列车 隧道 联络通道 土体的大型三维有限元模型.基于上海超算中心曙光5000A,设计了列车隧道动态耦合均衡的分区方法,解决了因模型规模庞大而造成计算量大的问题.分析了列车载荷下联络通道结构的动态响应,比较了不同分区方案的计算效率.结果表明：列车载荷在联络通道与隧道连接部位引起的附加动应力较小,但该位置处于较高的应力水平,应尽量避免在联络通道位置汇车;列车隧道耦合均衡的分区方法比常用的递归坐标二分法具有更高的并行效率.     

基坑爆破施工对邻近建筑物的动力响应研究

以深圳地铁某车站基坑开挖遇硬岩爆破施工为工程背景,分析了基坑爆破开挖对邻近建筑物的震动加速度及速度响应规律。结果表明:爆破施工引起会引起邻近建筑物的震动,建筑物的最大震动响应出现在炸药爆破过程中,随后逐步衰减致稳定。震动沿建筑物各个方向的响应增长或衰减情况有所差异,震动响应随着程高增加而增大,随着水平X方向距离和水平Y方向距离增加而减小;且水平Y方向响应衰减程度大于水平X方向;该建筑物各个监测点的震动速度均在工程安全规定范围内,在车站基坑爆破过程中处于安全状态。     

CFG桩在高速铁路地基加固处理中的有效应用

随着我国基础设施建设的加快及设计理念的转变,高速铁路在铁路设计中所占比例越来越大,路基工后沉降要求较高,如何采用地基加固措施满足工后沉降的要求成为高速铁路路基工程地基加固处理的关建。以郑徐铁路客运专线永城北站路基加固为例,详细介绍了CFG桩在高速铁路地基加固处理中的有效应用。     

路堤高度和加筋对软土地基累积塑性变形的影响

运用有限单元法对交通荷载作用下软土地基进行隐式动力分析,基于累积塑性变形的计算和影响因素分析,研究路堤高度对交通荷载引起的软土地基累积塑性变形的影响,在此基础上,从地基中动偏应力分布的角度,揭示了土工格栅加筋对于减小交通荷载引起的软土地基累积塑性变形的意义和机理.分析结果表明:当路堤高度1 m左右时,在交通荷载作用下,地基中会产生显著的累积塑性变形;随着路堤高度的增加,地基中由交通荷载引起的累积塑性变形迅速减小.对于受交通荷载影响显著的软土地基,土工格栅加筋改善地基表面的压应力分布,减小传递到地基表面的剪应力,加筋后地基土累积塑性变形明显减小,主要是由于加筋减小了地基土的上部由交通荷载引起的动偏应力.     

动荷载作用下采空区地基稳定性分析

安太堡露天矿东北角的井阳煤矿开采造成了大面积的地下采空区,为避免施工设备陷入采空区,须研究地面施工时动荷载对采空区的影响。本文按照时间顺序把该采空区划分三个区域,通过数值模拟计算分析了在动荷载作用下采空区内的变形、塑形破坏和应力分布状况,并对采空区上方施工安全性作出评价,最后提出采空区地基的处治对策。     

2.5维有限元分析高铁荷载下弹塑性地基动偏应力与沉降

为分析高铁荷载引起的弹塑性地基动偏应力分布规律并据此开展沉降计算,建立了高铁荷载下弹塑性地基2.5维有限元计算模型,将高铁荷载分别简化为准静态列车荷载和考虑随机激振力的修正列车荷载,对比了2种荷载下弹塑性地基中动偏应力的分布规律,并利用循环荷载下软黏土累积塑性应变模型计算了均质弹塑性地基沉降。研究表明,弹塑性地基中动偏应力呈马鞍形分布,最大值出现在道床边缘附近土体中;车速小于土体瑞利波速时沿地基表面和轨道中心沿深度方向土体动偏应力的衰减曲线光滑,车速接近或大于土体瑞利波速时,在马赫效应的影响下动偏应力呈波动衰减;修正列车荷载下弹塑性地基中动偏应力分布更符合实际情况;高铁运营初期地基沉降较快,随时间增加沉降速率逐渐趋于稳定;计算高铁运行产生的地面沉降时,需同时考虑列车运行速度和随机激振力的影响。