论文部分内容阅读
高速铁路新型桩承式加筋低路堤结合了桩承式加筋路堤传统技术和挂网技术的优点,在不良地基处理中具有广阔的应用前景,由于该结构将高强度格栅网固定于桩帽,加之受动力荷载作用,使其受力和变形行为较为复杂,目前设计仍缺乏系统的理论依据。为此,以高速铁路新型桩承式加筋低路堤为研究对象,通过理论分析和数值计算等手段,研究其承载机理与变形特征。本文首先对桩承式加筋路堤的变形特征、加固机理进行了分析总结,并针对高速铁路低路堤严格控制沉降与不均匀沉降的要求和目前桩承式加筋路堤存在的不足之间的矛盾,提出了适用于高速铁路低路堤不良地段的新型加筋低路堤结构型式。通过总结目前桩承式加筋路堤荷载传递理论的研究,提出了同离心率半椭球体土拱模型以及土拱发展演变过程,通过对新型桩承式加筋路堤进行受力分析,给出了土拱效应和张拉膜效应计算方法,由此得到了新型桩承式加筋路堤荷载传递的理论计算方法。通过FLAC3D,考虑流固耦合,建立了三维数值模型,将新型桩承式加筋路堤与挂网技术、单层格栅传统加筋技术以及双层格栅传统加筋技术进行对比,研究了路堤竖向沉降和侧向变形,发现相同荷载工况下新型桩承式加筋低路堤路基沉降和侧向位移均最小,其最大竖向沉降仅为传统加筋路堤路基沉降的84.8%,为挂网技术的94.5%,其最大侧向位移为传统加筋路堤路基沉降的90%,为挂网技术的99%。计算结果表明新型加筋技术相比挂网技术增设了一层格栅,能进一步改善挂网技术性能、减小路堤沉降与不均匀沉降、约束路堤侧向位移、提高加筋路堤整体性。分析了土工格栅的力学特点及其对路基的加固机理,归纳了格栅拉拔试验时工作特性四个阶段,总结了土工格栅路基加固的施工工艺,说明了格栅预张拉和格栅挂网等关键工序,梳理了加固过程的若干质量控制问题,确保了土工格栅对路基的加固效果。