铁路工程路基描绘法探究.doc

《铁路工程路基描绘法探究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路工程路基描绘法探究.doc（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、铁路工程路基描绘法探究 极限情况描绘办法以概率论为根底、以牢靠度方针衡量牢靠性、以分项系数的描绘表达式进行描绘,因而使地基描绘愈加合理。岩土工程的极限情况是指岩土工程可 以满意描绘规则的某一功用需求的临界情况,逾越这一情况,岩土工程便不再满意描绘需求。它是区别岩土工程的作业情况为牢靠或不牢靠的象征,通常可分为承载 才干极限情况和正常运用极限情况两类。在进行地基处置描绘时,将变异性较大的描绘参数视为随机变量,变异性不大的参数可视为定值,由这些描绘参数组成描绘 地基的函数Zg(X)称为地基的功用函数。功用函数有3种情况:当Z0时,标明地基处于牢靠情况;当Z0标明地基处于极限情况,此方程称为极限情况

2、方程; 当Z0时标明地基处于失效或许损坏情况4-7。岩土工程牢靠度是指岩土工程在规则的时刻、条件下,完结预订功用的才干,牢靠度由牢靠方针衡量。对地基 处置来说,完结各项预订功用的象征则是满意铁路稳定性(包含承载力)、工后沉降及区别沉降3方面的需求3。比方地基沉降的牢靠度即是地基沉降小于某一 答应值的概率,依照牢靠度理论,其功用函数可以表明为(式略)式中,S为答应沉降,w为沉降核算值,12(,)cnXXXX为随机变量。当g(X)0 时,表明沉降没有逾越答应沉降,对应的概率用rP表明,即为路基沉降牢靠度;当g(X)0表明路基沉降逾越了答应沉降,用逾越概率fP表明。明显牢靠度与 逾越概率间存在互补联

3、系1rfPP。设Z为正态散布变量(,)zzZNm,引进符号/zzm,为一无因次系数,称为牢靠度方针8。若是直接选用方针 牢靠性方针进行描绘,核算过于繁琐,从描绘人员的作业习气及世界标准接轨思考,描绘时选用隐含方针牢靠度的分项系数以及标准值和布局重要系数组成的描绘表 达式核算。尽管描绘表达式与定值描绘法类似,但两者的内在是不一样的,分项系数可以全部思考方针牢靠度方针,一起反映各变量的敏感度与变异性质。地基处置 在描绘原理和办法上与布局工程有类似之处,可以充沛学习布局工程有些研讨效果。但地基3处置描绘与布局描绘有本质上的区别,不能彻底照搬布局工程牢靠性剖 析的原理,首要体现在以下方面:(1)岩土参

4、数杂乱。因为地基土是由绵长的地质年代构成,受不一样的环境要素、化学物理进程的影响,所以土体参数的空间变 异性很大;土性参数又有自关联性,大概用随机场进行描绘,且不一样土性参数之间存在互关联性。(2)岩土应力应变联系杂乱。岩土体是一种高度非线性体,不 一样的应力水平,变形区别很大。路基地基稳定性、沉降核算剖析办法、核算模型往往需求进行一些简化处置,致使核算效果与实习情况往往有必定的区别。(3) 岩土鸿沟条件杂乱。岩土工程实习研讨的规模较大,工程核算剖析中思考的鸿沟是近似和含糊的,核算时需求对鸿沟条件进行简化处置。(4)外界环境对地基处置 办法的牢靠性影响大。地基在不一样气候、地下水等外界环境影响

5、下表现出不一样的物理力学特性。(5)施工质量不断定性大。因为岩土工程是隐蔽性工程,施工 工法、施工水平及施工质量对地基处置的影响无穷。因而,软土地基处置描绘中存在很多不断定要素有必要加以研讨。因为岩土工程性质杂乱,致使岩土工程牢靠度 研讨发展缓慢,远远落后于布局工程牢靠度研讨。依据概率论的地基处置极限情况描绘办法涉及到地层条件、鸿沟条件、荷载条件、核算模型、描绘条件以及施工条 件等各方面要素,应贯穿于勘测、试验、描绘、施工等全进程,要完好的处置上述各要素的概率核算办法,使之定量化,结尾提出适用的地基处置极限情况描绘表达 式以及分项系数和有关参数。因为铁路地基处置是选用稳定性(包含承载力)和沉降

6、两层操控描绘的。所以要进行牢靠度的彻底剖析,必定是以稳定性(包含承载 力)极限情况、沉降操控极限情况和区别沉降极限情况三种极限情况归纳操控的效果。欲完结彻底的牢靠度剖析,就需求引进系统牢靠度剖析办法,才干反映软土地 基处置牢靠度的全貌。 极限情况法描绘的含义及转轨思路 软土地基处置极限情况法描绘的含义极限情况法与传统的描绘办法比较是一个很大的前进,象征着处置牢靠度疑问从以经历为根底的定性剖析期间进入以概率论和数 理核算为根底的定量剖析期间。极限情况法作为路基描绘的发展方向,美国、欧盟、日本、俄罗斯等国家和地区的关联描绘标准均选用极限情况描绘办法,持续选用 安全系数法描绘给世界技能交流带来了艰难

7、,不利于中国铁路技能在世界上的推广使用。中国于1992年公布了工程布局牢靠度描绘统一标准 (GB50153),2008年又进行了全部批改,当前修建、港口、水利及公路部分的布局描绘已选用极限情况描绘法;2010年交通运输部公布的港口工 程地基标准(JTS147-1-2010)将极限情况描绘办法引进地基标准9-10。中国20世纪80年代开端铁道部分一直在进行关联的根底研讨作 业,这些年对高速铁路展开了系统的根底研讨,堆集了很多勘测、描绘、施工、运营经历,已根本构成高速铁路工程建造技能标准系统,为地基处置极限情况描绘发 明了条件。展开铁路工程地基处置极限情况描绘办法研讨不只含义严重,并且是必要的、可

8、行的。尽管已经有一些效果,但间隔实用期间还有一段间隔,有必要联系 铁路路基工程的特色系统展开地基处置极限情况描绘研讨。软土地基处置极限情况法描绘转轨的思路因为影响软土地基处置牢靠性的要素杂乱,且软土地基处置办 法、品种多,各种办法有不一样的特色,软土地基处置描绘从传统的定值描绘法转轨为极限情况法是一项十分杂乱的系统工程,推动极限情况法在地基处置描绘中的 使用,有必要以平稳过渡为准则。首先应遵从牢靠度校准法,经过极限情况描绘法描绘重现定值描绘法描绘的牢靠度等级。完结方式转轨,在此根底上展开工程试描 绘,研讨优化描绘模型、断定描绘各分项系数,树立极限情况法描绘标准系统,保证转轨的平稳过渡。整体选用

9、三联系、两步走的极限情况办法导入途径,科研与描 绘相联系,专业研讨与工程实习相联系,国内研讨与国外调研相联系,分“方式转轨”和“树立系统”两大过程推动转轨作业。(1)方式转轨期间。断定转轨实施 方案的首要准则,拟定转轨作业实施方案。对国内外关联范畴进行具体的调研,把握国内其他职业及国外地基处置有关极限情况描绘系统和技能发展情况,依据需求 展开关联支撑科研作业。对地基处置极限情况法和定值描绘法的理论系统进行系统剖析,拟定方针牢靠方针,树立分项系数与牢靠性方针之间的联系,研讨拟定分项 系数,编制转轨暂行规则,在描绘中一起选用暂行规则和现行标准一起进行描绘检算,及时将遇到的疑问汇总。(2)树立系统期

10、间。选择既有铁路工程地基处置的 代表性工点,联系工程现状进行反演剖析,比照现有标准描绘效果,调整方针牢靠方针、分项系数,树立极限情况描绘表达式。在新建铁路工程中,一起展开地基处 置的安全系数法和极限情况法描绘,比照剖析安全系数法和极限情况法的描绘效果,校核和完善极限情况法描绘办法,联系现场实测参数,优化分项系数。树立工程 数据搜集、处置、核算剖析渠道,为及时把握工程动态,完善描绘标准及牢靠度方针供给支撑。完结软土路基地基处置的极限情况描绘系统,完结编制并公布极限情 况法描绘标准。 极限情况描绘的关键疑问 极限情况描绘办法是软基地基处置描绘办法的革新。要完结这种转变,须要点研讨以下疑问:(1)岩

11、土参数核算剖析办法、散布型式及数字特征。岩土参数自身的 变异性比人工材料的大得多,这就需求很多试验样本数量做支撑,而实习工程中的某些参数的样本数量有限,怎么依据有限的样本数量对参数进行概率核算,是工程 师面临的一大疑问。从另一个方面说,选用何种勘测办法才干与极限情况描绘配套,也是值得深入探讨的疑问。(2)极限情况方程的树立。软土地基处置各种办法 有不一样的特色,其质量保证水平区别很大,且其不断定性远远大于布局工程或修建根底工程,这是地基处置选用极限情况描绘的难点,有必要对于排水固结、水泥 土桩、CFG桩等不一样的地基处置办法,剖析各参数变异性对地基处置办法牢靠性的影响程度,断定随机变量,树立极

12、限情况描绘方程。(3)方针牢靠度方针的 断定。因为岩土工程的杂乱性,当前断定方针牢靠度还需求依靠传统的安全系数。在这种情况下,大概联系多年来描绘所堆集的工程经历进行广泛的核算剖析,对现 行的铁路地基处置标准进行校准核算,以开始断定方针牢靠度方针。(4)分项系数及描绘表达式的树立。在理论研讨、试验剖析、核算核算以及校准核算的根底 上,广泛调研国内既有铁路复合地基材料,并进行反演核算,最终提出铁路软土地基概率极限情况描绘办法的分项系数及描绘表达式。 定论 (1)当前铁路地基处置选用的定值描绘法以总安全系数k衡量地基的牢靠性,不思考描绘参数的变异性,技能经济合理性相对较差,影响描绘质量。极限情况描绘

13、 办法以概率论为根底、以牢靠度方针衡量牢靠性、以分项系数的描绘表达式进行描绘,可以全部反映影响安全的各项要素,使用牢靠度理论全部修订描绘标准是世界 发展趋势。(2)因为岩土工程性质杂乱,不断定要素多,致使岩土工程牢靠度研讨发展缓慢,远远落后于布局工程牢靠度研讨。铁路路基地基处置描绘办法转轨也 不能一蹴即至,整体选用三联系、两步走的极限情况办法导入途径,分“方式转轨”和“树立系统”两大过程稳步推动转轨作业。(3)以牢靠度理论为辅导,联系 铁路建造中长期堆集的软土地基处置经历和经验,经过对铁路软基处置的系统剖析、研讨,树立软土路基地基处置的极限情况描绘办法,并在实习中不断堆集完善, 构成高水准的极限情况描绘系统。