高鐵路凍土的沉降值檢測(cè)
高速鐵路對(duì)路基的沉降要求十分嚴(yán)格，最終沉降量不得大于 15 mm ，季節(jié)性凍土地區(qū)的路基沉降是凍融循環(huán)與動(dòng)載共同作用的結(jié)果，對(duì)其路基沉降量控制的研究尚處于起步階段. CFG 樁復(fù)合地基主要由褥墊層、樁、樁間土構(gòu)成，選擇合適的 CFG 樁參數(shù)可以有效減少地基的沉降量，但 CFG 樁復(fù)合地基在高鐵中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段. 本文以哈大高鐵蘇家屯段為研究對(duì)象，利用有限元軟件 ADINA 進(jìn)行模擬，找出各參數(shù)改變量與路基沉降的關(guān)系，為 CFG 樁復(fù)合地基應(yīng)用于高速鐵路的方案優(yōu)化提供參考.計(jì)算范圍向路基下方延伸至 20 m，路基左右各向外延伸 10 m，沿鐵路長(zhǎng)度方向?yàn)?60 m.
在模擬過(guò)程中，材料屈服準(zhǔn)則采用摩爾 - 庫(kù)倫屈服準(zhǔn)則; 每個(gè)凍融循環(huán)過(guò)程需要 12 步，用 ADINA 的重啟動(dòng)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程劃分; 列車的動(dòng)荷載由時(shí)間函數(shù)來(lái)確定; 采用土體有效應(yīng)力原理計(jì)算沉降量，即對(duì)地下水的處理采用提取地應(yīng)力的辦法( 僅有重力作用時(shí)，模型中各點(diǎn)的孔隙水壓力都為零) .路基的最大沉降值出現(xiàn)在路基的中線處. 隨著開挖部的增大，沉降量在不斷增大，表明土體的原生結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，次生結(jié)構(gòu)逐漸形成，土體的連接強(qiáng)度降低.
褥墊層厚度增加引起的沉降值變化: ① 樁頂沉降值降低，因?yàn)槿靿|層厚度增加，使其流動(dòng)性增強(qiáng)，可以緩解豎向荷載對(duì)樁的作用，延長(zhǎng) CFG 樁的壽命; ② 樁間土沉降值先降低后增加，因?yàn)闃秾?duì)樁間土的負(fù)摩擦阻力隨著褥墊層厚度的增加先增大后減小; ③ 褥墊層厚度小于 300 mm 時(shí)，路基中線處沉降值降低，厚度大于 300 mm 時(shí)沉降值增加; 這是褥墊層自身沉降與樁頂和樁間土沉降綜合作用的結(jié)果.
樁間距增加引起的沉降值變化: ① 樁間土和樁頂?shù)某两抵刀紩?huì)增大，尤其是樁間距超過(guò) 2 m 之后，因?yàn)闃堕g距的增大會(huì)減小樁的數(shù)量，導(dǎo)致樁與土之間的負(fù)摩擦力減小，每根樁承擔(dān)的載荷增大; ② 路基中線處的沉降值在樁間距為 1. 2 ～ 1. 8 m時(shí)會(huì)隨著樁間距增加緩慢增加，在大于1. 8 m時(shí)急劇增加，因?yàn)闃堕g距增幅較小時(shí)，隨著樁間距的增加，樁的數(shù)量減小，樁刺入褥墊層的現(xiàn)象會(huì)減少，使得褥墊層的作用難以發(fā)揮，在樁間距過(guò)大時(shí)，樁基的整體強(qiáng)度降低導(dǎo)致沉降大幅減少.
樁徑增大引起的沉降值變化: ① 樁間土沉降值略微降低，因?yàn)闃稄降脑龃笤黾恿藰杜c土的接觸面積，但是樁的刺入現(xiàn)象隨之加強(qiáng); ② 樁頂沉降值略微增大，因?yàn)闃兜闹睆皆黾訒?huì)使樁本身的強(qiáng)度增加，使樁頂承載能力加強(qiáng)，隨之而來(lái)的缺點(diǎn)是樁間土承受的載荷減少; ③ 褥墊層沉降值減小，因?yàn)闃稄降脑黾訒?huì)使樁很難刺入褥墊層; ④ 路基中線處沉降值略微減小，在樁徑大于0. 4 m 以后沉降趨于平穩(wěn)，這是整個(gè)地基各要素共同作用的結(jié)果.樁長(zhǎng)增加引起的沉降值變化: ① 樁間土和樁頂沉降值下降，樁間土的降幅較明顯，因?yàn)闃堕L(zhǎng)的增加增強(qiáng)了樁基整體強(qiáng)度; ② 路基中線處沉降值明顯降低，說(shuō)明樁長(zhǎng)對(duì)路基沉降有很大影響。中國(guó)糧油儀器在線 http://www.nn8ww.cn/
