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1、胶 新 铁 路 路 基 实 测 沉 降 与 地 基 变 形 分 析 3刘 桂 凤 刘 升 传(山 东 理 工 大 学 建 筑 工 程 学 院 山 东 淄 博 255049) (北 京 交 通 大 学 土 建 学 院 交 环 所 )摘 要 介 绍 软 弱 土 路 基 沉 降 及 预 测 的 研 究 概 况 , 并 对 胶 新 铁 路 试 验 段 路 基 的 实 测 沉 降 及 其变 化 规 律 , 以 及 路 基 沉 降 与 地 基 变 形 之 间 的 关 系 进 行 了 分 析 , 可 供 相 关 工 程 参 考 。关 键 词 胶 新 铁 路 路 基 沉 降 软 弱 土 路 基 累 积 沉 降
2、 曲 线 预 测1 引 言沉 降 是 土 力 学 中 的 主 要 研 究 课 题 之 一 , 地 基 沉降 的 理 论 发 展 至 今 已 取 得 了 长 足 的 进 步 , 并 且 在 工程 建 设 中 发 挥 了 巨 大 的 指 导 作 用 。 然 而 , 正 如 泰 国学 者 E. W. B rand 1 所 指 出 的 那 样 , 地 基 沉 降 计算 理 论 “ 尽 管 有 了 很 大 改 进 , 但 沉 降 的 预 估 比 一般 的 土 工 计 算 更 具 技 术 性 。 今 天 , 在 许 多 情 况 下 已能 够 预 估 出 误 差 不 超 过 10 % 20 %的 最 终 沉
3、 降量 , 但 是 , 预 估 沉 降 与 时 间 关 系 的 能 力 仍 然 相 当差 ” 。 软 弱 土 强 度 较 低 、 透 水 性 较 差 、 压 缩 性 较高 、 结 构 性 强 且 易 受 扰 动 影 响 , 土 性 参 数 的 试 验 取值 困 难 , 路 基 沉 降 分 析 中 存 在 大 量 的 不 确 定 因 素 ,这 些 都 使 得 软 弱 土 地 区 路 基 的 设 计 与 施 工 成 为 工 程中 的 主 要 技 术 难 题 。路 基 工 程 中 常 用 分 层 总 和 法 进 行 沉 降 计 算 。 国内 外 实 测 资 料 表 明 , 对 正 常 固 结 粘 性
4、 土 地 基 , 用 分层 总 和 法 计 算 的 沉 降 量 一 般 比 实 测 沉 降 量 小 ; 而 对于 超 固 结 粘 性 土 地 基 , 计 算 结 果 一 般 较 实 测 沉 降 量大 , 理 论 计 算 值 与 实 测 值 之 间 的 比 值 介 于 017115之 间 。 目 前 , 工 程 上 常 用 的 拟 合 曲 线 有 : 双 曲线 法 、 指 数 曲 线 法 、 成 长 曲 线 法 、 时 间 对 数 法 、 三点 法 、 沉 降 速 率 法 , 以 及 日 本 常 用 的 星 野 法 等 。 本文 结 合 工 程 验 证 这 些 理 论 的 可 行 性 。胶 新
5、铁 路 北 起 胶 济 铁 路 的 胶 州 , 南 至 陇 海 铁 路的 新 沂 , 全 长 300余 公 里 。 全 线 几 乎 全 部 为 路 基 工程 和 桥 梁 工 程 。 由 于 线 路 起 伏 较 大 , 路 基 高 路 堤 占很 大 比 重 , 路 堤 填 料 在 线 路 不 同 地 段 有 较 大 差 异 ,种 类 较 多 ; 在 线 路 南 北 两 端 的 粉 粘 土 、 软 粘 土 地 段路 基 为 低 路 堤 。 本 文 研 究 的 试 验 段 DK279 + 650+ 850, 总 长 200 m。2 路 基 实 测 沉 降 特 征211 通 车 前 分 层 累 积 沉
6、 降DK279 + 675试 验 段 断 面 分 层 沉 降 试 验 结 果 见图 1。212 通 车 后 分 层 累 积 沉 降DK279 + 675试 验 段 断 面 分 层 沉 降 试 验 结 果 见图 2。总 体 来 看 , DK279试 验 段 各 断 面 路 基 土 体 分层 沉 降 变 形 特 征 : 2003年 4月 前 , 在 路 堤 的 自重 作 用 下 , 路 堤 本 体 压 缩 量 增 加 , 路 堤 各 部 分 土 体3 铁 道 部 基 金 项 目 : 胶 新 铁 路 路 基 沉 降 监 测 与 变 形 研 究( TJL03001)。刘 桂 凤 , 女 , 讲 师 ,
7、 硕 士 。均 表 现 为 沉 降 变 形 ; 2003年 4 6月 , 线 路 进 行上 碴 和 铺 轨 , 所 以 沉 降 较 大 ; 2003年 6 12月 ,在 铺 轨 后 静 置 和 试 运 行 期 间 , 路 基 土 体 进 一 步 压 密25 全 国 中 文 核 心 期 刊 路 基 工 程 2006年 第 6期 (总 第 129期 )下 沉 ; 2003年 12月 2004年 1月 , 正 式 通 车一 月 后 , 路 基 在 自 重 和 列 车 动 荷 载 作 用 下 , 沉 降 较大 ; 2004年 1月 11月 , 路 堤 缓 慢 沉 降 , 沉 降变 化 很 小 。3 路
8、 基 沉 降 与 地 基 变 形 之 间 的 关 系为 研 究 地 基 的 沉 降 变 形 和 路 基 的 沉 降 变 形 的 一致 性 关 系 , 参 考 文 献 2 8 中 介 绍 的 方 法 ,采 用 曲 线 拟 合 法 对 高 路 堤 软 弱 地 基 DK279 + 675进行 了 曲 线 拟 合 分 析 。路 基 的 沉 降 变 形 一 般 在 路 基 表 层 最 大 , 而 地 基的 变 形 在 地 基 以 下 20 m深 处 影 响 很 小 , 因 此 选 择路 基 表 层 、 地 基 表 层 和 地 基 中 层 的 监 测 层 的 数 据 进行 分 析 , 结 果 见 图 3、
9、 表 1。表 1 路 基 、 地 基 实 测 沉 降 值 表 m位 置时 间 /月214 411 516 619 813路 基 表 层 01063 01073 01085 01086 01088地 基 表 层 01063 01065 01068 01068 01071地 基 中 层 01063 01066 01069 01069 01071位 置时 间 /月1011 1212 1412 1612 1815路 基 表 层 01097 01100 01102 01102 01102地 基 表 层 01076 01077 01080 01081 01081地 基 中 层 01075 01076 01
10、078 01078 01078(1) 由 图 3可 见 , 路 基 沉 降 的 拟 合 曲 线 和 地基 表 层 的 拟 合 曲 线 形 式 , 存 在 一 致 性 , 泊 松 曲 线 对路 基 表 层 沉 降 和 地 基 表 层 沉 降 都 是 适 用 的 ; 而 对 于地 基 中 层 的 沉 降 形 式 , 指 数 形 式 具 有 更 好 的 拟 合效 果 。(2) 由 图 3可 见 , 地 基 表 层 拟 合 曲 线 和 地 基中 层 拟 合 曲 线 , 存 在 一 致 性 , 即 双 曲 线 对 地 基 表 层沉 降 和 地 基 中 层 的 沉 降 都 是 适 用 的 ; 而 对 于
11、路 基 的沉 降 形 式 , 则 是 泊 松 曲 线 具 有 更 好 的 拟 合 效 果 。(3) 地 基 和 路 基 沉 降 值 可 知 , 在 施 工 的 时 间段 内 , 地 基 的 沉 降 变 形 对 路 基 的 沉 降 变 形 影 响 较大 , 到 铁 路 行 车 运 营 的 时 间 段 内 , 路 基 和 地 基 的 沉降 均 趋 于 稳 定 , 路 基 的 沉 降 变 形 主 要 来 源 于 行 车 荷载 , 地 基 的 变 形 影 响 明 显 减 小 。4 结 论(1) 限 于 篇 幅 , 本 文 只 给 出 了 胶 新 线 DK279测 试 段 其 中 一 个 断 面 的 沉
12、 降 特 征 曲 线 , 其 总 体 变 化规 律 代 表 了 该 段 路 基 的 总 体 变 化 , 因 此 有 其 代表 性 。35刘 桂 凤 等 : 胶 新 铁 路 路 基 实 测 沉 降 与 地 基 变 形 分 析 (2) 本 文 的 曲 线 拟 合 法 简 单 明 了 , 从 路 基 沉降 与 地 基 变 形 之 间 的 关 系 中 的 应 用 来 看 , 基 本 可 以拟 和 出 二 者 的 关 系 变 化 , 并 能 发 现 大 体 规 律 , 因此 , 可 用 来 初 步 估 算 地 基 的 变 形 。参 考 文 献 1 E W B rand. Soft clay engine
13、ering. Elsevier Scientific PublishingCompany, Am sterdam, 1981. 2 孙 常 青 . 沉 降 观 测 曲 线 的 拟 合 和 最 终 沉 降 量 的 确 定 J . 长江 科 学 院 院 报 , 2002, 10 (5). 3 宰 金 珉 , 梅 国 雄 . 成 长 曲 线 在 地 基 沉 降 预 测 中 的 应 用 J .南 京 建 筑 工 程 学 院 学 报 , 2000, 20. 4 许 永 明 , 徐 泽 中 . 一 种 预 测 路 基 工 后 沉 降 量 的 方 法 J . 河海 大 学 学 报 , 2000, 9. 5
14、祝 海 涛 , 冯 震 . 沉 降 观 测 在 胶 新 铁 路 路 基 工 程 中 的 应 用 J .铁 道 建 筑 , 2004, 9. 6 Sridharan A, Murthy N S& Prskash K. Rectangular hyperbolamethod of Consolidation analysis Geotechnical, 1987, 37 ( 3 ) : 355 368. 7 赵 明 华 , 刘 煜 1软 土 路 基 沉 降 发 展 规 律 及 其 预 测 J 1中 南大 学 学 报 , 2004, 21 8 宇 飞 云 , 张 文 彤 . 泊 松 曲 线 在 软
15、土 路 基 沉 降 预 测 中 的 应 用 研 究 J . 河 北 农 业 大 学 学 报 , 2004, 7. 收 稿 日 期 : 2006 - 08 - 153 铁 道 部 科 研 项 目 : 高 速 铁 路 液 化 地 基 加 固 技 术 的 试 验 研 究 。刘 先 峰 , 男 , 博 士 研 究 生 。CFG桩 加 固 液 化 土 地 基 的 振 动 台 试 验 研 究 3刘 先 峰 蒋 关 鲁 张 建 文(西 南 交 通 大 学 土 木 工 程 学 院 四 川 成 都 610031)摘 要 以 京 沪 高 速 铁 路 液 化 土 地 基 加 固 为 原 型 , 进 行 了 模 型
16、比 例 为 1 10的 CFG桩 桩 网复 合 地 基 加 固 饱 和 粉 土 地 基 的 大 型 振 动 台 模 型 试 验 。 通 过 加 固 与 未 加 固 地 基 对 比 , CFG桩 桩 网复 合 地 基 提 高 了 地 基 的 抗 液 化 能 力 , 减 小 了 地 基 路 堤 整 体 沉 降 , 能 够 满 足 高 速 铁 路 以 沉 降 控 制 设计 的 地 基 沉 降 抗 震 设 计 要 求 。关 键 词 CFG桩 粉 土 液 化 大 型 振 动 台 模 型 试 验1 引 言根 据 铁 道 部 科 技 研 究 开 发 项 目 计 划 , 开 展 了CFG桩 桩 网 复 合 地 基 大 型
