高速铁路路基基底应力试验研究

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1、高速铁路路基基底应力试验研究Experimentstudyonstressonthebaseofthesubgradeofhigh-speedrailway蒋关鲁西南交通大学确定由路基自重引起的路基底面的竖向应力分布(基底应力分布)是分析地基承载力、计算地基沉降等问题的前提。然而对于基底应力的计算方法，现今并没有一致的意见。研究目的及研究方法比例荷载法(路基容重g与基底各点对应路基高度h乘积)均布荷载法(路基总重与路基底面宽度的比值，G/B)弹性土堤法(是路基宽高比b/H及路基坡度m有关的函数)常用的计算方法有如下几种：本课题组通过以下方法对基底应力进行了研

2、究：1.前期收集基底中心应力资料2.结合现场典型工点，埋设土压力计，实测基底应力3.通过在离心模型试验的基底埋设土压力计，实测基底应力4.使用有限差分软件FLAC2D计算基底应力1.现场基底应力测试结合时速250公里海南东环客运专线（海东线）的建设，选择了三处天然地基断面DK67+620、DK67+630和DK79+399路基断面H/mb/m坡度路基本体填料为现场挖方弃土;基床底层为其5%水泥改良土;基床表层为级配碎石;路基的平均密度为2.0g·cm-3DK67+620513.41:1.5DK67+630513.41:1.5DK79+3993.1413.71

3、:1.5试验概况介绍现场压力盒埋设位置：2.离心模型试验离心机:西南交通大学TLJ-2型土工离心机模型箱尺寸:80cm×60cm×60cm(长×宽×高)最大容量:100g•t有效旋转半径:270cm最大加速度:100g离心模型试验共2组：(1)模拟海东线DK67+620断面(2)模拟胶济线DK218+950断面选择此两断面是为了对比不同地质条件对基底应力的影响。路基高度：8.3cm宽度：13.7cm地基厚度：40cm宽度：80cm路基高度：5m宽度：8.2m地基厚度：24m宽度：48m该断面为双线路基，地基土土层分布和物理参数见表1。考虑到离心机模型箱尺寸限

4、制，试验模拟的路基为与现场路基高度相同情况下的单线标准路基，相似比n为60。相似比n：60土层名称土层深度/mGsg/kN·m-3w/%e0Wp/%全风化花岗岩10~62.7118.926.50.9831.7全风化花岗岩26~182.7119.1280.7931.3全风化花岗岩318~282.7119.4330.6421.0表1DK67+620断面地基土物理力学指标(1)海东线DK67+620断面模型尺寸模拟尺寸路基高度：9.4cm宽度：9.6cm地基厚度：35cm宽度：80cm路基高度：7.5m宽度：7.7m地基厚度度：28m宽度：64m该断面为双线路基，

5、地基土土层分布和物理参数见表2。试验模拟的路基同样为与现场路基高度相同情况下的单线标准路基，相似比n为80。相似比n：80表2DK218+950断面地基土物理力学指标土层名称土层深度/mGsg/kN·m-3w/%e0Wp/%黄土质粉质黏土0~11.22.7119.39.320.42814.6粉土11.2~18.22.7019.114.620.73116.4粉质黏土18.2以下2.7119.420.00.57919.2(2)胶济线DK218+950断面模型尺寸模拟尺寸每组试验路基填筑方式分为两种：①分层填筑：基模型从下到上分层制作，每制作完一层后在60g或80

6、g加速度下运行一段时间，再制作上一层路基。②整体填筑：路基模型一次成型，通过逐级增加离心加速度，模拟路基逐渐填高的过程离心模型试验模型路基填筑方式两断面分层填筑每层填筑模拟厚度：试验名称传感器埋设模拟深度/m1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#DK67+620分层填筑（60g）02.224.355.897.569.4511.7615.79--路肩地表DK67+620整体填筑（60g）02.44.88.410.813.215.518--路肩地表DK218+950分层填筑（80g）02.927.9310.9619.2--------路肩地表DK218+95

7、0整体填筑（80g）02.926.367.769.4610.9213.116.4619.68路肩地表各离心模型试验压力传感器埋设位置及模拟深度1.前期收集基底中心应力现场断面路基高度H（m）路基顶面宽度b（m）b/H坡度基底应力（kPa）比例荷载法均布荷载法弹性土堤法现场实测值1312.14.021:1.56047555324.8743.58.941:1.597.485979637.313.31.821:1.514610112211847.527.23.621:1.5150116135133510.3412.91.241:1.5207134162166基底应

8、力结果将长度和应力无量纲化，绘制b/H与s/gH关系