季冻区高铁路基扩大式CFG桩土复合基础抗冻融性能研究

发布时间：2019-08-05 13:47

【摘要】：近年来,高速铁路以其速度快、运量大的特点在我国得到了广泛的应用与发展。而且,随着我国一带一路政策的实施与高速铁路技术的不断创新,季冻区在建的高速铁路工程将逐渐增多,同时也带来了诸多制约高铁建设与发展的关键技术难题。高铁路基稳定性一直是季冻区高铁相关研究领域的核心问题。本文依托哈大高铁项目,在考虑季冻区不同气候环境、水纹等影响因素条件下,采用扩大式CFG桩基础形式的高铁路基,建立数值模型并进行了相关验证。计算分析了不同工况下扩大式CFG桩土复合基础对高铁路基抗冻融性能、承载性能的影响规律。通过数值计算结果可知,扩大式CFG桩基础在控制高铁路基冻融变形方面具有显著效果,同时较系统地研究了扩大式CFG桩土复合基础的工作性能,为季冻区高铁路基的建设提供了相关理论指导和设计参考。本文主要进行了以下研究工作并获得了相关研究成果:(1)计算分析了季节冻融期等温条件下的温度场,并研究了不同桩型参数对高铁路基扩大式CFG桩土复合基础抗冻融破坏性能的影响规律。发现扩大式CFG桩土复合基础的冻融破坏抵抗效果与桩长、桩径、扩大头直径参数成正比关系;与桩间距、扩大头距桩底位置参数成反比关系。采用扩大式CFG桩基础可使得原有高铁路基面的冻融变形降低约80%。(2)研究了高铁路基扩大式CFG桩土复合基础在不良冻融环境下的路基面位移以及桩基础的受力情况。发现随着阴阳坡效应与冻结情况的不断加剧,扩大式CFG桩土复合基础的冻融抵抗效果更为显著,在强冻胀情况下高铁路基面的冻融变形相比采用直杆CFG桩土复合基础时降低50%左右。采用扩大式CFG桩基础可以更好的抑制极端不均匀冻融破坏。(3)研究了季节融化期高铁路基在上部静荷载与融沉现象共同作用下不同桩型参数的扩大式CFG桩土复合基础的承载特性与变化规律,并结合季节冻融期相关计算结果给出了针对季冻区高铁路基扩大式CFG桩土复合基础工程的最优桩型参数组合。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U213.1

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本文编号：2523155