高速铁路桩承式加筋路堤静动荷载传递特性研究

摘要

在软土地基上修建高铁路基，如果不采取任何工程措施，可能会面临路基沉降过大的问题，为了满足软弱土地基上高铁路基对沉降的要求，需要针对性地采用地基加固措施。加筋垫层是指在填方路堤与地基之间设计加筋粗颗粒土垫层，即在路堤的粗颗粒垫层中水平设置土工合成材料筋材，以达到调整地基上荷载分布的目的。桩承式加筋路基是指桩与加筋垫层联合使用的路基，具有工期短、工后沉降小、侧向变形小的优点，在国内高铁路基建设中已经得到了广泛的应用。然而由于桩承式加筋路堤荷载传递机理复杂，目前对于土拱效应与加筋垫层的拉膜效应对荷载在路堤中的传递分配的影响认识还比较模糊，值得进一步深入研究。
　　本文结合现场监测数据，通过有限元数值模拟的方法对静动荷载在高铁桩承式加筋路堤中的传递分配规律进行研究，分析在路堤自重荷载及高铁运行荷载作用下的桩承式加筋路堤荷载传递特性。
　　建立路堤自重荷载作用下的桩承式加筋路堤三维数值模型，得到路堤中的应力分布，与原位试验及室内试验数据进行对比，验证模型正确性，研究土拱效应与加筋拉膜效应，分析路堤高度、桩间距、加筋层数的影响。
　　建立钢轨-轨道板模型、轨道板-路基模型研究高铁运行荷载作用下桩承式加筋路堤动荷载分布情况，通过与现场实测数据进行对比验证模型的正确性，得到在高铁运行荷载作用下的动应力分布图，研究路堤高度、桩间距、加筋层数等对应力应变分布的影响。
　　综合自重荷载、高铁运行荷载作用下的桩承式加筋路堤的数值模型结果，参照各国规范，提出高速铁路运行荷载作用下的桩顶竖向应力的简化计算方法。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 各国规范比较

1.4 主要研究内容

第2章 静荷载作用下高铁桩承式加筋路堤荷载传递特性

2.1 桩承式加筋路基模型

2.2 静荷载模拟结果分析

2.3 桩土应力影响因素分析

2.4 静荷载下的格栅拉力

2.5 小结

第3章 动荷载作用下高铁桩承式加筋路堤荷载传递特性

3.1 钢轨–轨道板有限元模型

3.2 轨道板–路基有限元模型

3.3 动荷载模拟结果分析

3.4 桩土应力影响因素

3.5 动荷载下的格栅拉力

3.6 小结

第4章 高铁桩承式加筋路堤的静动荷载传递分配规律

4.1 桩顶上方应力估算

4.2 静荷载在路堤中的传递规律

4.3计算结果与各国规范的对比

4.4动荷载在桩网结构路基中的传递规律

4.5桩顶上方竖向应力计算

4.6小结

结论与展望

结论

进一步的工作方向

参考文献

声明

致谢