高速鐵路斜坡樁板結構路基穩(wěn)定性研究.pdf

1、高速鐵路的建設對路基提出了“高穩(wěn)定性、高精度和小殘余變形”的要求，在山區(qū)斜坡軟土地段修建高速鐵路時，不僅需要克服直線軟土地段的不利條件，還要面臨路基橫向約束不足、潛在滑動面的問題。在斜坡軟土地段應用樁板結構路基，可以有效的提高路基垂橫向穩(wěn)定性，是高速鐵路通過斜坡軟土路基的新型解決方案。本文在較全面調(diào)研文獻的基礎上，開展了高速鐵路斜坡軟土地段樁板結構路基的深入研究，具體如下:
　　(1)詳述了斜坡樁板結構路基穩(wěn)定系數(shù)的定義及極限分析

2、法基本原理;提出了應用極限分析法需要滿足的條件和屈服準則;利用非線性有限元軟件建立樁板—路基三維模型，合理解決了樁—土、板—土的接觸問題和地應力平衡問題。
　　(2)研究了斜坡樁板結構在垂、橫、縱向荷載作用下的穩(wěn)定系數(shù)、內(nèi)力、位移變化規(guī)律;對影響樁板結構力學特性的主要因素進行多工況分析，研究其合理的結構型式。分析結果表明:在斜坡路基應用樁板結構，路基的穩(wěn)定系數(shù)大幅提高，且斜坡滑動面范圍得到有效控制;垂向荷載是樁板結構最主要的荷載，

3、在垂向荷載作用下，承載板跨中彎矩、剪力較大;樁主要受軸力和土層分界面的剪力，且隨著跨徑、脫空高度的增大而增加，隨著樁長、樁徑和板厚的增大而減小。
　　(3)系統(tǒng)分析了軟弱層厚度、軟弱層在地基中的位置、地面橫坡和路堤填料性質(zhì)對斜坡樁板結構路基穩(wěn)定性的影響。分析結果表明:斜坡樁板結構路基穩(wěn)定系數(shù)隨著軟弱層厚度的增加而逐漸降低，超過臨界厚度時，穩(wěn)定系數(shù)趨于平穩(wěn);軟弱層與路堤填土間的巖性夾層對穩(wěn)定性影響非常明顯;穩(wěn)定系數(shù)隨著地面橫坡的提高

4、呈現(xiàn)出近似線性減小的關系;路堤填土的抗剪強度指標對斜坡穩(wěn)定性的影響較為明顯，但提高土體的內(nèi)摩擦角可以更快速有效地增加路堤的穩(wěn)定性。
　　(4)研究了斜坡樁板結構路基在地震波荷載作用下的穩(wěn)定性和動力響應。結果表明:土體瑞利阻尼和模型邊界條件的選取對計算結果有著直接影響;剪切波對斜坡路基的破壞作用遠大于豎向波，路基內(nèi)部易發(fā)生橫向滑動，樁板結構出現(xiàn)剪切破壞;在地震波荷載作用下，樁在路堤填土與原路基面的交界處受到較大的剪力和彎矩，橫向位移