《高速铁路黄土路基沉降控制毕业设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路黄土路基沉降控制毕业设计论文（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高速铁路路基沉降控制技术毕业设计论文目 录第1章 绪论11.1 选题背景及意义11.2 铁路路基11.2.1 我国铁路路基现状21.2.2 国外铁路路基现状21.3 黄土21.3.1 黄土的颗粒组成会及结构31.3.2 黄土的多孔性31.3.3 黄土的湿陷性与变形特性31.3.4 黄土的结构性问题41.3.5 压实黄土的工程特性研究现状5第2章 路基沉降72.1 路基沉降72.1.1 高速铁路路基沉降特性分析的研究现状72.1.2 路基沉降的原因72.2 路基强度高且刚度大以及均匀性要求高92.3 路基不均匀沉降的影响和危害92.3.1 路基不均匀沉降对铺轨施工的影响92.3.2 路基对称将对
2、高铁运营的危害92.4 客运专线无砟轨道路基的填料要求92.5 客运专线无砟轨道路基填筑的压实标准112.6 客运专线无砟轨道路基沉降的控制理念122.7 客运专线无砟轨道路基沉降的控制要求13第3章 路基沉降的控制153.1 路基各种处理措施效果评价153.2 影响路基沉降的因素173.2.1 影响沉降稳定的自然因素173.2.2 影响沉降稳定的人为因素183.3 湿陷性黄土路基处理方法及效果评价183.3.1 试验段工程地基处理方法183.3.2 地基处理效果方法193.3.3 湿陷性黄土路基的沉降控制措施193.4 路基工后沉降203.4.1 路基工后沉降组成分析213.4.2 工后沉降
3、控制的重要性与特点213.4.3 工后沉降控制的必要性223.5 控制工后沉降的主要途径223.5.1 加强技术培训及明确控制标准223.5.2 重视黄土地质核查223.6 工后沉降的控制步骤233.6.1 施工前的控制措施233.6.2 施工过程中的控制措施233.6.3 加强路基沉降分析与预测243.6.4 做好路基沉降观测243.7 工后沉降控制的现有技术措施24第4章 地基设计与沉降计算264.1 桩网地基设计264.1.1 CFG桩桩网复合地基274.1.2 灰土桩桩网结构334.2 桩板结构354.2.1 整体构造分析354.2.2 结构几何尺寸优化364.2.3 承台板设计364
4、.2.4 托梁设计374.2.5 桩基设计374.3 DDC桩404.3.1 适用性及沉降控制机理分析404.3.2 沉降计算模式414.3.3 复合地基下部土体的沉降424.4 水泥土挤密桩434.4.1 水泥土挤密桩在国内外的应用444.4.2 水泥土其它影响因素及有关性能研究444.4.3 水泥土挤密桩的加固原理454.4.4 水泥土挤密桩的施工454.4.5 注意事项474.5 地基沉降计算484.5.1 地基沉降计算基本原理484.5.2 CFG桩的沉降计算484.5.3 桩板桩基承载力、沉降计算504.6 经济技术比较514.6.1 各方案特点52第5章 路基沉降监测595.1 路
5、基沉降监测的目的595.2 路基沉降的监测内容及要求595.2.1 沉降观测基本要求605.2.2 路基沉降监测的技术要求605.3 合理选择观测设备。615.4 观测元件埋设说明625.5 沉降观测操作要求625.6 沉降观测时间、频率635.7 沉降观测资料的应用64第6章 结论与展望666.1 结论666.2 展望66参考文献67致谢68附录 外文翻译69原文69译文74第1章 绪论1.1 选题背景及意义在我国铁路“十五计划编制中已明确指出，要加强快速客运专线的建设，逐步建成以北京、上海、广州为中心，连接各省会城市和其它大型城市铁路快速客运系统。2004年1月7日，国务院主持通过的中长期
6、铁路网规划为我国铁路发展描绘了宏伟蓝图。至2020年，我国铁路运营总里程达10万公里，要建设“四纵四横”快速客运专线及三处城际快速轨道交通系统，实现主要繁忙干线客货分线运输。建设高标准的铁路客运专线，是中长期铁路网规划中的一项重要内容。2005年6月11日，石太铁路客运专线的开工建设，掀开了我国铁路客运专线大规模建设的序幕，继同年6月23日武广客运专线开工之后，国家批准的其他9条客运专线即京津、郑西、武合、合宁、甬台温、温福、福厦、广深港、广珠客运专线，也相继全面开工建设，11条客运专线的总建设规模将达到3243公里。我国幅员辽阔，铁路经过的地区比较复杂，路基作为铁路的重要组成部分，是承受轨道
7、结构重量和列车荷载及各种附加力的基础，路基本体必须有足够的强度和一定范围内的变形，所以作为承载高速铁路的基础路基的设计得到越来越广泛的重视，把路基作为土工结构物来设计的理念在路基设计中逐步得到体现,在一般情况下，路基给工程带来的主要难题是沉降变形及其各种处理措施条件下的固结问题，所以路基沉降变形问题是高速铁路设计中所要考虑的主要控制因素。为了确保列车安全、平稳运行，路基必须具有强度高，刚度大、稳定性、耐久性好，不易变形等优良特性。随着我国既有线大面积提速改造及快速铁路、高速铁路的修建，如何解决路基沉降这个屡屡出现的问题就被提上日程。1.2 铁路路基 铁路路基是经过开挖或填筑形成的直接支撑轨道、
8、满足轨道铺设和运营条件而修建的土工结构物，是铁道工程的重要组成部分。它承受着轨道及机车车辆的静荷载和动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散，因此路基应具有足够的强度和稳定型，应能抵抗自然因素的破坏而不至于产生有害变形【1】。1.2.1 我国铁路路基现状长期以来，我国新建铁路没有把路基当成土工结构来对待，而普遍冠名为土石方。在“重桥隧，轻路基，重土石方数量，轻质量”的倾向下，路基翻浆冒泥、下沉、边坡坍滑、滑坡等病害经常发生，使新建铁路交付运营多年仍不能达到设计速度与质量，经济效益与社会效益较差。运营铁路路基技术状态不佳，强度低，稳定性差，严重威胁铁路运输和安全，已成为铁路运输的主要薄弱环节。如今，全
9、国铁路网已相继完成四次提速，开发了一批最高运行速度为140160KM/h的“快速列车”。运营时速为200KM的秦沈客运专线的建成通车，使我国铁路路基设计施工水平有了较大幅度的提高，极大地促进了路基工程的进步。1.2.2 国外铁路路基现状 国外铁路发展的方向是重载及高速铁路。发展重载铁路(250360KN)的国家有美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等；发展高速铁路的国家有法国、日本、德国等。这些国家制订了较高的路基标准和严格的施工工艺。其特点如下：(1)结合路基工程规定了详细的岩土分类，要求进行详细地调查，为设计、施工及养护提供必须的依据资料。(2)加强了轨道基础的路基机床部分，包括路堤、路堑及不填
10、不挖地段，特别是对机床表层的材料(日本新干线要求设置加强机床，很多国家设置基层或防护层、垫层)有严格条件并规定了强度要求。(3)对路堤各部分的填土规定了相应的填料标准，填土质量标准要求较高。(4)为控制路基发生过大的下沉，对路堤填土提出了规定及处理要求。(5)加强路基的排水系统、边坡和灾害的防护【1】。1.3 黄土通常将具有以下特性的土称为黄土；颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色；颗粒组成以粉粒(0.050.005mm)为主，含量一般在60%以上；有肉眼可见的大孔隙、较大孔隙，一般在1.0mm左右；富含碳酸盐；垂直节理发育。公路工程中，根据黄土沉积年代不同，可将黄土分为新黄土(如马兰黄土Q3
11、、Q4)、老黄土(离石黄土Q12、Q22)、红色黄土(午城黄土Q1)三类；根据黄土的湿陷性又分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土。1.3.1 黄土的颗粒组成会及结构黄土的颗粒组成以粉粒为主，其含量可达50%以上，其中粗粉粒(0.050.01mm)含量大于细粉粒(0.010.005 mm)含量。黄土中的粘粒、细粉粒和腐殖质胶体，大部分被胶结成集粒或浮在砂粒及粗粉粒的表面，或聚集在大颗粒间的接触点处。黄土中的粉粒和集粒共同构成了支承结构的骨架，较大的砂粒“浸”在结构体中由于其排列比较疏松，接触连接点少，构成了一定数量的架空孔在结构体中，而在接触连接处没有或只有少量的胶结物质。常见的胶结物质有聚集在连接点处
12、的粘粒，易溶盐及沉积在该处的CaCO3、MgCO3等。研究表明，黄土的粉粒含量越大，其孔隙比越大，干密度越小，其湿陷性越明显。粘粒的存在对湿陷性有抑制作用，当粘粒含量大于30时，湿陷性几乎减弱到不复存在，当然这与粘粒的结构、性质及分布有关。在颗粒大小中，小于0.01mm的颗粒对湿陷性的影响更加明显。1.3.2 黄土的多孔性黄土中的孔隙，呈垂直或倾斜的管状，以垂直为主，上、下贯通，其内壁附有白色的胶结物，一般为CaCO3,这种胶结对黄土起着加固作用。一般将黄土的孔隙分为以下三类：大孔隙，直径约0.51.Omm，肉眼就可辩识；细孔隙，是架空结构中大颗粒的粒间孔隙，肉眼看不见，可在放大镜下观察到：毛
13、细孔隙，由大颗粒与附在其表面上的小颗粒所形成的粒间孔隙，肉眼更看不见。由这三种孔隙形成了黄土的高孔隙性，故又将黄土称为“大孔隙土”。黄土孔隙率一般在3560之间，有沿着深度逐渐减小的趋势；在地理位置上，自东向西，自南向北，黄土孔隙率有增大的规律。一般认为黄土的孔隙是引起黄土湿陷的主要原因，但有资料表明压实黄土仍存在大孔隙，也具有湿陷性，表明这不是黄土湿陷的根本原因，但它为黄土湿陷提供了足够的空间【6】。 1.3.3 黄土的湿陷性与变形特性 湿陷性是指土在自重或附加应力与自重共同作用下受水浸湿后产生急剧而大量的下沉。浸水湿陷只在士体自重作用下产生的黄土称为自重湿陷性黄土，而浸水湿陷在土体自重与附
14、加应力共同下产生的黄土称为非自重湿陷性黄土。根据自重湿陷量与总湿陷量可对湿陷性场地进行湿陷等级与湿陷类型划分。非自重湿陷性场地的湿陷起始压力一般大于土的饱和自重压力，湿陷敏感性较弱，湿陷性事故较少，自重湿陷性场地的湿陷起始压力小于其上覆土的饱和自重压力，湿陷敏感性较强，湿陷性事故多 。黄土与其它粘土的区别在于黄土对含水量的变化极为敏感，含水量的高低严重影响土的湿陷性和承载力的高低，含水量低时，土的湿陷性强烈，但承载力却很高，随着含水量的增加，土的湿陷性逐渐减弱，承载力随之急剧下降，而压缩性却得以提高。根据大量土样的试验资料统计结果表明，黄土的湿陷性与饱和度成直线反比关系，见表l-l，即饱和度愈
15、低，土的湿陷性愈强，土的湿陷性随着饱和度的增大而降低。表1-1 饱和度Sr与湿陷系数6s的关系 饱和度()湿陷系数范围湿陷系数中值300.090.1370.12030400.040.1180.08640500.020.1000.06050600.020.0840.04607000.0600.037000.030.015者只占3.4%黄土的压缩性反映黄土地基在外荷载作用下产生压缩变形的大小，主要取决于土的密实程度和含水量，三者的关系见表l-2。表1-2 黄土变形模量与含水量和孔隙比的关系土类含水量（%）孔隙率（%）变形模量（Mpa）黄土1017474822.532.068464822.028.0814474919.022.0
