高速铁路软基沉降研究及有限元分析

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1、湖北工业大学硕士学位论文高速铁路软基沉降研究及有限元分析姓名：李斌申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：何世秀20080501湖北工业大学硕士学位论文摘要在现代交通运输业中，铁路担负着大部分的运输工作量。我国快速发展的国民经济对铁路运输的速度和质量提出了更高的要求，在这种情况下高速铁路应运而生并迅速发展成为我国交通工程的重要组成部分。高速行驶的列车需要一个平顺、稳定的轨下基础，而地基作为轨道结构和路堤的基础，必须在运营条件下将工后沉降保持在要求的标准范围之内。据研究，路基在列车荷载作用下和路基本体在自重作用下产生的工后沉降是有限的，地基引起的工后沉

2、降决定了路基工后沉降能否满足标准要求。但是受地理条件的限制，许多高速铁路不得不建造在深厚的软土地基上。软土路基在外荷载作用下，其工后沉降一般比较大，而且持续时间很长。因此，地基的沉降计算以及工后沉降的预测成了高速铁路路基设计和施工的关键，研究和建立软土地基工后沉降的计算和预测模型对我国快速发展的高速铁路建设具有重要的理论和现实意义。CFG桩是一种处理深厚层软土、有效控制路基工后沉降的方法。近年来在我国得到迅速推广，并取得了良好的社会效益和经济效益。本文回顾了软土固结理论和常用沉降计算方法，根据CFG桩加固深厚层软土的实例，研究地基沉降规律、控制软土路基

3、工后沉降的效果及CFG桩复合地基沉降的计算方法。利用试验观测数据，通过双曲线法、指数曲线法、三点法、星野法等曲线模型对软土路堤后期沉降进行模拟，并与实测结果对比，证实了曲线模型预测的准确性，得出一些曲线模型适用性的结论。针对CFG桩复合地基，对复合模量分析法中关于复合模量以何种计算方法取值、是否需要分层取值的问题进行讨论，并在工程实际问题的分析中得到结论。以控制工后沉降和节约工期为目的，从工后沉降的预测分析中得到何时为满足高速铁路客运专线工后沉降标准的最佳填筑时间。采取复合模量分析法，建立模型，借助ANSYS有限元软件成分析了复合地基沉降。本文较为全面

4、地分析了高速铁路软土地基的沉降计算和工后沉降预测方法，并探讨了高速铁路工后沉降的组成和工后沉降计算的有限元方法，为高速铁路的设计和施工提供了较为充分的数据参考。关键词：高速铁路软土地基沉降计算CFG桩复合地基有限单元法Ansys湖北工业大学硕士学位论文AbstractInthemodemtransportationindustry,therailroadcarriesgreatlypartofconveyanceworkloads．ThenationaleconomyoftheourcountrywhichdevelopsSOquicklythatit

5、putforwardahigherrequesttothespeedandqualityoftherailroadconveyance，Thehi曲一speedrailwayappearedinthiskindofcaseandquicklybecometheimportanceconstitutespartofthetransportationengineefinginourcountry．Thehighspeedrunningoftrainneedsasmoothandstablefoundation．Thesoftgroundwhichisthe

6、foundationoftracksystemandsubgrademustmaintainthepost。constructionsettlementwithinastandardundertheoperatingcondition．ThesumofthefillcompressionandtheplasticdeformationprovokedbyrunningoftrainsiSaverysmallproportioninpost．constructionsettlement．Thepost·constructionsettlementgene

7、ratedbyfoundationdecideswhetherthepost—constructionsettlementofsubgradecanmeetrelevantstandards．ButmanyhighwayconstructionshavetobebuiltonthickSOflclayfoundation．Thesoftfoundationhaslargesettlement，andthepost—constructionsettlementwilllastforalongtime．Therefore，thepredictingandc

8、ontrollingofpost．constructionsettlementisthekey