高速铁路路基下膨胀土荷载传递规律与变形特性研究

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1、·国内图书分类号：U213.1密级：公开国际图书分类号：625西南交通大学研究生学位论文高速铁路路基下膨胀土荷载传递规律与变形特性研究年级2010姓名冯研申请学位级别工学博士专业道路与铁道工程指导老师蒋关鲁教授二零一七年九月ClassifiedIndex:U213.1U.D.C:625SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationSTUDYONTHETRANSFERLAWANDCHARACTERISTICSOFDEFORMATIONINEXPANSIVESOILFOU

2、NDATIONUNDEREMBANKMENTLOADINGGrade:2010Candidate:FENGYanAcademicDegreeAppliedfor:PH.DSpeciality:RoadandRailwayEngineeringSupervisor:JiangGuan-luSep.2017西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究所做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本文完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文

4、的主要创新点如下：1．以云桂铁路低矮路基浸水监测试验、云桂铁路普通路基与高填方路基试验断面长期监测试验，提出了在干湿循环作用下中强膨胀土地基不发生有害膨胀的最小填高界限的建议值，同时对该最小填高取值问题针对不同类型铁路提出了合理化建议。（详见第四章）2．对荷载超过发生膨胀的最小填高的普通路基与高填方路基膨胀土（弥勒地区中-强膨胀土）地基桩-网结构复合地基进行了深入研究，系统论述和总结了该类土质地基中路基荷载传递及分布规律，验证了采用短桩加固中-强膨胀土地基的可行性，为今后的类似工程设计提供参考。（详见第五章）3．通过考虑膨

5、胀土地基超固结特性的理论计算与现场实测结果对比，提出适用于云桂铁路膨胀土地区的改进的超固结沉降计算方法及对应修正系数，并应用于依托工程。（详见第六章）学位论文作者签名：日期：西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要在我国的铁路建设中，所涉及的绝大多数地区都属非饱和土地基，其中在我国的西南地区广泛分布着膨胀土。在普通铁路建设中，膨胀变形对轨道运营期的影响往往可忽略不计；但在高速、重载的铁路中，因为变形控制标准严格（工后沉降小于15mm），运营期可能出现的变形必然给行车带来巨大隐患。低矮路基荷载水平较低，往往更可能在干湿交替循

6、环下使膨胀土发生胀缩变形，从而影响路基以及上部轨道。而对普通路基和高填方路基（以下简称非低矮路基）而言，因其路基荷载水平较低矮路基高数倍，因此高速铁路高路基工程在膨胀土地基中的地基加固设计理论需进行深入论证。目前，在我国西部大开发背景下，西南地区拟建或在建的多条高速铁路客运专线，均不同程度的涉及到膨胀土或膨胀性粘土地基问题。云-桂高速铁路客运专线就是最典型线路之一。对于膨胀土地基上修建变形控制严格的无砟轨道路基，特别是非低矮路基路基，尚有以下问题亟待解决：（1）在膨胀土地区，路基荷载由低到高过渡过程中理论上存在一个填高界限

7、，超过该填高，膨胀土地基浸水后在荷载约束下不再发生膨胀变形，而该填高的具体值尚缺乏论证。（2）对于路基荷载约束下不发生膨胀变形的膨胀土路基，在天然地基条件下以及CFG桩网路基加固结构条件下的荷载传递规律及变形特性尚缺乏深入研究。（3）在膨胀土地基中，缺乏对高荷载下侧向变形与沉降变形关系的深入研究，且在设计上缺乏便于应用的侧向变形计算方法。围绕上述主要问题，本文结合铁道部科研发展项目“低压缩性土及膨胀土地基无砟轨道沉降控制深化研究”，通过对国内外现有研究资料广泛调研，原状膨胀土室内土工试验、现场原位测试，高路基试验段现场填筑

8、试验及长期监测，并结合本科研团队已有的压板载荷现场浸水试验、低矮路基现场湿干大型试验，利用数值模拟和理论分析等手段、对膨胀土地基上高填方路基的荷载及传递规律、低-高荷载下地基变形不同特性、考虑侧向变形因素的沉降修正理论，以及相关设计参数的敏感性进行了研究。本文主要研究内容包括：(1)、在对国内外研究现状