变形控制理念之高速铁路堤压实参数概述

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1、变形控制理念之高速铁路堤压实参数概述第1章绪论1.1研究背景1964年，在日本诞生了世界上第一条髙速铁路，开启了世界各国大力发展和建设高速铁路的序幕。法国的东南TGV线，大西洋TGV线，德国的ICE髙速新线等著名的高速铁路都在实现技术、商业运营、经济效益上取得了巨大的成功。我国从1999年开始修建高速铁路，虽然起步较晚，但是经过约二十年的技术积累和近几年的大规模建设，中国高速铁路的发展取得了举世瞩目的成就。在人口稠密和经济活跃的东中部平原及浅丘陵地区，高速铁路即将实现首都连接省会城市及重要经济中心，覆盖主要大城市的目标。为了实现我国铁路的中长期

2、规划⑴，促进区域经济的协调发展，实现交通运输的高效率和提高各大经济区域之间的交通能力，目前，我国高速铁路的建设正在向中西部重丘陵及山区延伸。山区重丘地区地形起伏较大，当在山区修建高速铁路时，由于受整体线形的控制，同时也为了减少废方，充分利用山区丰富的优质粗颗粒填料资源，不可避免的要填筑部分高路堤。另外，在我国以往山区铁路的建设中，由于路基工程的施工难度以及一次投资成本远低于桥梁和隧道工程[2]，所以为了降低工程建设成本，加快工程建设进度，在以往普通铁路的建设中会大比例的采用路基形式，并填筑有大量高度超过20~30ni的髙路堤。但是由于受当时的施

3、工条件的限制(主要是缺乏大型压实机械)以及偏低的控制路基沉降的设计标准，以往路线中的大量高路堤出现了以工后沉降过大、±丹滑破坏失去稳定为主要特征的病害问题，给铁路的正常运行和养护维修造成了极大的不便。近年来，随着我国高速铁路建设标准的不断提高，对路基工后沉降要求也越来越严格。《高速铁路设计规范(试行)》中规定，无碎轨道的工后沉降不宜超过15min，沉降比较均勻并且调整轨面高程后的竖曲线半径符合式Rab>0.4V/时，允许的工后沉降为30mm;对于有昨轨道，设计时速250Km/h，一般地段工后沉降<10cm，设计时速30

4、0、350Kn]/h,一般地段工后沉降<5cm[3]。为了满足严格的工后沉降要求，我们对路基填挖高度限制愈来愈低、控制路基填料的路用性能也愈来愈严、对路基压实标准提出了更高的要求。目前，我国高速铁路有昨轨道一般路堤边坡的限制高度为15m、特殊路堤边坡高度为无碎轨道路堤填土高度一般不超过8m，软土地基路堤填土高度多数不超过4?5m。但是纵观世界近年来修建的高速铁路情况，路基的建造比例有逐渐提高的趋势。即使是日本这样人多地少、土粒细软、地基软弱的国家，也认识到路基在环保、耐久、成本等方面的优势，有意识地压缩了桥隧长度，尤其是桥梁的数量，增加了

5、路堤的建造数量。德法等欧洲国家的高速铁路一直就以路基为主，法国仅有的几公里无碎轨道试验段也全部建造在路基上(路堤和路蜜都有)，西班牙高速铁路(300km/h有碎轨道）更是有大量高填深挖的路基，甚至有几十处高达20?50m的超高路堤。我国已建成和正在建设的多条高速铁路，也有建造超过8m高路堤的成功实例。对于路基压实标准的控制，我国《高速铁路设计规范(试行)》[3]规定基床表层压实系数为0.97，基床底层为0.95，基床以下路堤填料为0.92。世界各国的工程实践均表明，经过充分压实的釆用合格填料的路堤，其工后沉降只有路堤高度的0.1?0.3%，对于

6、优质粗颗粒填料的工后沉降在0.1%以下。一般认为，由列车动荷载引起的基床沉降、路堤及轨道自重引起的路堤本体的压缩变形和地基沉降是引起路基沉降的主要因素。其中，地基的沉降占总沉降的绝大部分。所以，一般情况下，对高速铁路路堤高度的严格控制，主要目的不是路堤自身的沉降，而是为了控制地基沉降，避免过大的路堤自重荷载产生过大的地基沉降。所以对于地基条件非常好或者经过改良而达到良好承载力地基的山区高速铁路，适当放宽路堤的限高对路基的沉降控制影响不大。由此可见山区高速铁路修筑一定数量的高路堤在技术上应是可行的，高路堤在工期、投资、技术实现等方面也具有一定优势

7、。一直以来，针对高路堤以及路堤填筑已从理论分析、数值模拟、室内模型试验、现场测试等方面入手研究，并取了较丰富的成果，但对于超过一定高度的路堤仍未形成完整的理论体系与设计方法，理论研究严重落后于工程实践，尤其是针对山区高速铁路高路堤作用下路堤的变形特性与压实系数的专题研究尤为少见。因此，结合我国正在中西部地区进行的大规模高速铁路建设，根据山区高速铁路路基工程的特点（地基好、填料优、路堤高、弃癒多、地价低），针对高速铁路高路堤的路用性能，幵展山区高速铁路高路堤设计方法及关键参数的试验研究具有重要的理论意义和较高的工程价值。以期提出一套以沉降控制和长

8、期稳定为技术目标的山区高速铁路高路堤设计技术原则及填料/压实控制参数标准，提高我国山区高速铁路的筑路技术水平。第2章高路堤变形现场监测2.1试验总述2