高速鐵路黃土路基沉降分析及控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文任務(wù)書畢業(yè)論文任務(wù)書題目高速鐵路黃土路基沉降分析及控制學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)鐵道工程承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱一、主要內(nèi)容一、主要內(nèi)容(1) 黃土的介紹；(2) 路基產(chǎn)生沉降的機(jī)理分析；(3) 沉降對高速鐵路的危害；(4) 高速鐵路對路基施工后沉降的要求以及依據(jù)；(5) 黃土路基沉降的基本規(guī)律及影響因素分析；(6) 控制路基沉降的施工方法與技術(shù)措施； 二、基本要求二、基本要求(1)制定設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，嚴(yán)格執(zhí)行，按期獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。(2)設(shè)計(jì)方法步驟可參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，對于設(shè)計(jì)疑難問題，首先應(yīng)獨(dú)立思考與查閱有關(guān)資料，確實(shí)不能解決時(shí)，可向指導(dǎo)教師提出答疑。(3)了解高速鐵路嚴(yán)格控制路基沉

2、降的原因和目的。(4)熟悉高速鐵路設(shè)計(jì)與施工的相關(guān)規(guī)范，明確各種地基上高速鐵路施工的步驟與關(guān)鍵技術(shù)及控制指標(biāo)。(5)明確高速鐵路路基產(chǎn)生沉降的原因，熟悉各種地沉降控制的施工工藝和技術(shù)措施熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、參考資料分析實(shí)際工程問題。(6)熟悉客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)的特殊要求，了解黃土路基工后沉降的控制方法。(7)能夠結(jié)合施工方案進(jìn)行路基穩(wěn)定性計(jì)算和沉降計(jì)算。三、主要技術(shù)指標(biāo)三、主要技術(shù)指標(biāo)鐵路客運(yùn)專線。設(shè)計(jì)速度 350km/h，軌道類型為重型。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1 陳仲頤，周景星，王洪瑾土力學(xué)m北京：清華大學(xué)出版社，2005.2 龔曉南復(fù)合地基設(shè)計(jì)和施工指南m北京：人

3、民交通出版社，2003.3 池淑蘭，孔書祥路基工程m北京：中國鐵道出版社，2002.4 中華人民共和國鐵道部鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 tb 100012005s20055 范云地基加固技術(shù)m石家莊：石家莊鐵道學(xué)院，1999.五、進(jìn)度計(jì)劃五、進(jìn)度計(jì)劃第第 1-41-4 周周 開題報(bào)告。路基沉降機(jī)理及其危害分析，熟悉各種控制沉降的施工方法與技術(shù)措施；第第 5-85-8 周周控制沉降施工方法與技術(shù)措施經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，沉降監(jiān)測方案設(shè)計(jì)。撰寫設(shè)計(jì)說明。第第 9 9 周周 整理、裝訂 教研室主任簽字時(shí)間 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明本

4、人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢?/p>

5、采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送

6、交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日畢業(yè)論文開題報(bào)告畢業(yè)論文開題報(bào)告題目高速鐵路黃土路基沉降分析及控制學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)一、一、課題研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國人口眾多，隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，我國鐵路呈現(xiàn)客流量大、集中、行程長的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)我國鐵路事業(yè)跨越式的發(fā)展鐵路，客運(yùn)專線已開始在我國大力修建。目前，京滬、武廣、石太、鄭西、京

7、石等鐵路客運(yùn)專線已相繼開工。客運(yùn)專線列車運(yùn)行速度快，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，對路基的要求嚴(yán)格，控制路基變形已成為高速鐵路路基的最大特點(diǎn)。自 20 世紀(jì) 60 年代第一條高速鐵路在日本建成以來。世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了競相修建高速鐵路的熱潮，國外鐵路發(fā)展的方向是重載及高速鐵路，高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路的設(shè)計(jì)，施工和養(yǎng)護(hù)維修提出了新的挑戰(zhàn)，在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和觀念。我國幅員遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜多變，其中黃土在我國分布廣泛，給鐵路工程建設(shè)帶來了較大的影響和隱患，成為鐵路工程的關(guān)鍵問題之一，現(xiàn)在鐵路修筑經(jīng)驗(yàn)表明，作為支撐路堤的地基不允許發(fā)生基底破壞，也不允許發(fā)生不能滿足適合使用要求的過大工后沉降和和沉降速

8、率。我國鐵路路基主要病害現(xiàn)象的路基下沉，有不少是因?yàn)榛鬃冃嗡?，對支撐高速鐵路路基的地基來說。除了強(qiáng)度要求外，還有變形條件要求。日本東海道新干線建成后，由于軟土地基沉降造成軌道狀態(tài)不良，不能達(dá)到設(shè)計(jì)速度和運(yùn)量的要求。吸收了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后日本對支撐高速鐵路路基的地基提出了強(qiáng)度要求，對不符合強(qiáng)度要求的地基要采取加固和減少工后沉降的措施。其他許多國家也相應(yīng)的提出了各種地基加固措施。目前國內(nèi)外對黃土地基的處理主要有墊層法、強(qiáng)夯法、水泥攪拌樁、孔內(nèi)深層強(qiáng)夯擠密法、淺層阻水方案和深層散水方案、沖擊壓實(shí)技術(shù)、灰土樁擠密法等。二、研究方案二、研究方案本畢業(yè)設(shè)計(jì)為高速鐵路黃土地基沉降控制。依據(jù)客運(yùn)專線鐵路路基設(shè)

9、計(jì)規(guī)范，滿足等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求的黃土路基上鐵路客運(yùn)專線路堤設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1 路基沉降的原因及路基對強(qiáng)度、填料的要求路基沉降的原因包括路基填土、路堤填料的不當(dāng)、地下水的影響等；客運(yùn)專線無碴軌道路基的填料要求；客運(yùn)專線無碴軌道路基沉降的控制理念；客運(yùn)專線無碴軌道路基沉降的控制要求。2.設(shè)計(jì)黃土路基處理措施及影響因素黃土路基的處理措施有：墊層法、強(qiáng)夯法、水泥攪拌樁、孔內(nèi)深層強(qiáng)夯擠密法、淺層阻水方案和深層散水方案、沖擊壓實(shí)技術(shù)、灰土樁擠密法等。并分析了各種措施的處理效果；影響路基沉降的因素分為人為因素和自然因素；控制路基工后沉降的主要途徑、步驟和措施。3 路基設(shè)計(jì)和沉降計(jì)算地基設(shè)計(jì)包括樁網(wǎng)

10、地基和非樁網(wǎng)復(fù)合地基。樁網(wǎng)地基設(shè)計(jì)包括 cfg 樁樁網(wǎng)復(fù)合地基和灰土擠密樁；非樁網(wǎng)地基設(shè)計(jì)包括板樁結(jié)構(gòu)、ddc 樁和水泥土擠密樁；介紹了樁網(wǎng)的加固原理，沉降計(jì)算模式、各種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及沉降計(jì)算方法和公式。 4.沉降監(jiān)測從沉降監(jiān)測的目的、監(jiān)測內(nèi)容及要求出發(fā)，進(jìn)一步介紹介紹沉降監(jiān)測的基本要求、技術(shù)要求、監(jiān)測設(shè)備的選擇、觀測元件的埋設(shè)說明、沉降觀測的步驟和頻率、觀測資料的應(yīng)用等。5.總結(jié)與展望。三、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)三、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)1.設(shè)計(jì)出的路堤能夠滿足鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)規(guī)范 ；2.充分考慮黃土路基的工程特點(diǎn)，熟悉黃土路基工程處理措施；3.掌握路基穩(wěn)定性檢算和沉降計(jì)算的原理和方法；4.了解減少工后沉

11、降應(yīng)該采取的措施；5.熟悉路基加固防護(hù)方案；6.通過理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)已學(xué)專業(yè)理論知識(shí)，加深理解，做到學(xué)以致用。同時(shí)，培養(yǎng)自己分析實(shí)際問題、運(yùn)算、繪圖等基本技能。鍛煉自己閱讀參考書籍及運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等解決實(shí)際問題的能力。四、進(jìn)度計(jì)劃四、進(jìn)度計(jì)劃第第 1-41-4 周周 開題報(bào)告。路基沉降機(jī)理及其危害分析，熟悉各種控制沉降的施工方法與技術(shù)措施；第第 5-85-8 周周控制沉降施工方法與技術(shù)措施經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，沉降監(jiān)測方案設(shè)計(jì)。第第 9 9 周周 整理、裝訂指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間年 月 日高速鐵路黃土路基沉降分析及控制高速鐵路黃土路基沉降分析及控制摘 要高速鐵路代表了世界鐵路現(xiàn)

12、代化發(fā)展的大趨勢，是21世紀(jì)交通運(yùn)輸?shù)闹卮蟪晒?，是人類的共同?cái)富。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，交通運(yùn)輸需求激增，我國鐵路客運(yùn)專線建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，由于高速鐵路運(yùn)行速度快、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、對路基的要求嚴(yán)格， 控制路基變形沉降已經(jīng)成為客運(yùn)專線路基的最大特點(diǎn)。路基變形最明顯、危害最大的問題是路基沉降。路基沉降控制是一個(gè)涉及因素較多、具有較大不確定性的工程難題。路基沉降包括路基施工沉降和工后沉降，工后沉降尤其發(fā)生幾率大、危害嚴(yán)重。本論文從黃土的性質(zhì)和特性，路基沉降的原因、危害，控制路基沉降的措施、路基工后沉降的機(jī)理，控制路基工后沉降的必要性、步驟、措施、各種措施的特點(diǎn)，路基沉降計(jì)算、監(jiān)測等方面分析了

13、路基沉降。 關(guān)鍵字： 黃土 路基工后沉降 控制方式 沉降計(jì)算 監(jiān)測abstracthigh-speed railway represents the railway modernization development trend in the 21st century, is the important achievement of transportation, is the common wealth of mankind. along with the rapid development of economy, the transportation demand, china railw

14、ay pdl surge has entered a rapid development construction period，due to the high speed railway running speed, the technical standard of roadbed, strict control of subgrade settlement of deformation and has become the biggest characteristic of pdl roadbed. the most obvious harm, roadbed deformation o

15、f the biggest problems is the embankment settlement. embankment settlement control is one which involves many factors, has large uncertainties of engineering problems.embankment settlement including sub grade construction settlement and post-construction settlement, post-construction settlement risk

16、, particularly serious harm,this paper from the nature and characteristics of loess embankment settlement, the reason and harm, the control measures of embankment settlement and roadbed settlement mechanism, control of sub grade settlement after the necessity, steps and measures, and the characteris

17、tics of measures, embankment settlement calculation, monitoring of embankment settlement.key words： sienna embankment settlement control mode settlement calculation detectio目 錄第 1 章 緒論.11.1 選題背景及意義.11.2 我國鐵路路基現(xiàn)狀.11.3 黃土.11.3.1 黃土的顆粒組成會(huì)及結(jié)構(gòu).21.3.2 黃土的多孔性.21.3.3 黃土的濕陷性與變形特性.31.3.4 黃土的結(jié)構(gòu)性問題.4第 2 章 路基沉降.

18、42.1 路基沉降.42.1.1 路基沉降的原因.42.2 路基不均勻沉降的影響和危害.62.2.1 路基不均勻沉降對鋪軌施工的影響.62.2.2 路基對稱將對高鐵運(yùn)營的危害.62.3 客運(yùn)專線無砟軌道路基填筑的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn).62.4 客運(yùn)專線無砟軌道路基沉降的控制要求.82.41 沉降控制標(biāo)準(zhǔn).82.4 .2 客運(yùn)專線無砟軌道路基的填料要求.8第 3 章 路基沉降的控制及計(jì)算.113.1 影響路基沉降的因素.63.1.1 影響沉降穩(wěn)定的自然因素.113.1.2 影響沉降穩(wěn)定的人為因素.113.2 濕陷性黃土路基處理方法及效果評價(jià).83.2.1 試驗(yàn)段工程地基處理方法.83.2.2 地基處理效果方

19、法.83.2.3 濕陷性黃土路基的沉降控制措施.83.3 路基工后沉降.143.3.1 路基工后沉降組成分析.143.3.2 工后沉降控制的重要性與特點(diǎn).153.4 控制工后沉降的主要途徑.153.4.1 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)及明確控制標(biāo)準(zhǔn).163.4.2 重視黃土地質(zhì)核查.163.5 工后沉降的控制步驟.163.5.1 施工前的控制措施.163.5.2 施工過程中的控制措施.173.5.3 加強(qiáng)路基沉降分析與預(yù)測.173.5.4 做好路基沉降觀測.183.6 地基設(shè)計(jì).183.6.1 樁網(wǎng)地基設(shè)計(jì).193.6.1.1 cfg 樁樁網(wǎng)復(fù)合地基.193.6.1.2 灰土樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu).243.6.2 樁板結(jié)

20、構(gòu).263.6.2.1 整體構(gòu)造分析.273.6.2.2 結(jié)構(gòu)幾何尺寸優(yōu)化.273.6.2.3 承臺(tái)板設(shè)計(jì).283.6.2.4 托梁設(shè)計(jì).283.6.2.5 樁基設(shè)計(jì).293.6.3 ddc 樁.323.6.3.1 適用性及沉降控制機(jī)理分析.323.6.3.2 沉降計(jì)算模式.333.6.3.3 復(fù)合地基下部土體的沉降.333.6.4 水泥土擠密樁.353.6.4.1 水泥土其它影響因素及有關(guān)性能研究.353.6.4.2 水泥土擠密樁的加固原理.363.7 地基沉降計(jì)算.363.7.1 地基沉降計(jì)算基本原理.363.7.2 cfg 樁的沉降計(jì)算.363.7.3 樁板樁基承載力、沉降計(jì)算.39第

21、4 章 路基沉降監(jiān)測.404.1 路基沉降監(jiān)測的目的.404.2 路基沉降的監(jiān)測內(nèi)容及要求.404.2.1 沉降觀測基本要求.414.2.2 路基沉降監(jiān)測的技術(shù)要求.424.3 合理選擇觀測設(shè)備。.434.4 觀測元件埋設(shè)說明.434.5 沉降觀測操作要求.444.6 沉降觀測時(shí)間、頻率.444.7 沉降觀測資料的應(yīng)用.45第 5 章 結(jié)論與展望.475.1 結(jié)論.475.2 展望.47參考文獻(xiàn).48致謝.49博文學(xué)院畢業(yè)論文 1第 1 章 緒論1.1 選題背景及意義我國幅員遼闊，鐵路經(jīng)過的地區(qū)比較復(fù)雜，路基作為鐵路的重要組成部分，是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車荷載及各種附加力的基礎(chǔ)，路基本體必須有

22、足夠的強(qiáng)度和一定范圍內(nèi)的變形，所以作為承載高速鐵路的基礎(chǔ)路基的設(shè)計(jì)得到越來越廣泛的重視，把路基作為土工結(jié)構(gòu)物來設(shè)計(jì)的理念在路基設(shè)計(jì)中逐步得到體現(xiàn),在一般情況下，路基給工程帶來的主要難題是沉降變形及其各種處理措施條件下的固結(jié)問題，所以路基沉降變形問題是高速鐵路設(shè)計(jì)中所要考慮的主要控制因素。為了確保列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行，路基必須具有強(qiáng)度高，剛度大、穩(wěn)定性、耐久性好，不易變形等優(yōu)良特性。隨著我國既有線大面積提速改造及快速鐵路、高速鐵路的修建，如何解決路基沉降這個(gè)屢屢出現(xiàn)的問題就被提上日程。1.2 我國鐵路路基現(xiàn)狀長期以來，我國新建鐵路沒有把路基當(dāng)成土工結(jié)構(gòu)來對待，而普遍冠名為土石方。在“重橋隧，輕路基

23、，重土石方數(shù)量，輕質(zhì)量”的傾向下，路基翻漿冒泥、下沉、邊坡坍滑、滑坡等病害經(jīng)常發(fā)生，使新建鐵路交付運(yùn)營多年仍不能達(dá)到設(shè)計(jì)速度與質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益較差。運(yùn)營鐵路路基技術(shù)狀態(tài)不佳，強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，嚴(yán)重威脅鐵路運(yùn)輸和安全，已成為鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕∪醐h(huán)節(jié)。如今，全國鐵路網(wǎng)已相繼完成四次提速，開發(fā)了一批最高運(yùn)行速度為140160km/h的“快速列車”。運(yùn)營時(shí)速為200km的秦沈客運(yùn)專線的建成通車，使我國鐵路路基設(shè)計(jì)施工水平有了較大幅度的提高，極大地促進(jìn)了路基工程的進(jìn)步。1.3 黃土通常將具有以下特性的土稱為黃土；顏色以黃色、褐黃色為主，有時(shí)呈灰黃色；顆粒組成以粉粒(0.050.005mm)為主，含

24、量一般在60%以上；有肉眼可見的大孔隙、較大孔隙，一般在1.0mm左右；富含碳酸鹽；垂直節(jié)理發(fā)育。公路工程中，根據(jù)黃土博文學(xué)院畢業(yè)論文 2沉積年代不同，可將黃土分為新黃土(如馬蘭黃土q3、q4)、老黃土(離石黃土q12、q22)、紅色黃土(午城黃土q1)三類；根據(jù)黃土的濕陷性又分為濕陷性黃土和非濕陷性黃土。1.3.1 黃土的顆粒組成會(huì)及結(jié)構(gòu)黃土的顆粒組成以粉粒為主，其含量可達(dá)50%以上，其中粗粉粒(0.050.01mm)含量大于細(xì)粉粒(0.010.005 mm)含量。黃土中的粘粒、細(xì)粉粒和腐殖質(zhì)膠體，大部分被膠結(jié)成集?；蚋≡谏傲＜按址哿５谋砻?，或聚集在大顆粒間的接觸點(diǎn)處。黃土中的粉粒和集粒共同

25、構(gòu)成了支承結(jié)構(gòu)的骨架，較大的砂?！敖痹诮Y(jié)構(gòu)體中由于其排列比較疏松，接觸連接點(diǎn)少，構(gòu)成了一定數(shù)量的架空孔在結(jié)構(gòu)體中，而在接觸連接處沒有或只有少量的膠結(jié)物質(zhì)。常見的膠結(jié)物質(zhì)有聚集在連接點(diǎn)處的粘粒，易溶鹽及沉積在該處的caco3、mgco3等。研究表明，黃土的粉粒含量越大，其孔隙比越大，干密度越小，其濕陷性越明顯。粘粒的存在對濕陷性有抑制作用，當(dāng)粘粒含量大于30時(shí)，濕陷性幾乎減弱到不復(fù)存在，當(dāng)然這與粘粒的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及分布有關(guān)。在顆粒大小中，小于0.01mm的顆粒對濕陷性的影響更加明顯。1.3.2 黃土的多孔性黃土中的孔隙，呈垂直或傾斜的管狀，以垂直為主，上、下貫通，其內(nèi)壁附有白色的膠結(jié)物，一般為c

26、aco3,這種膠結(jié)對黃土起著加固作用。一般將黃土的孔隙分為以下三類：大孔隙，直徑約0.51.omm，肉眼就可辯識(shí)；細(xì)孔隙，是架空結(jié)構(gòu)中大顆粒的粒間孔隙，肉眼看不見，可在放大鏡下觀察到：毛細(xì)孔隙，由大顆粒與附在其表面上的小顆粒所形成的粒間孔隙，肉眼更看不見。由這三種孔隙形成了黃土的高孔隙性，故又將黃土稱為“大孔隙土”。黃土孔隙率一般在3560之間，有沿著深度逐漸減小的趨勢；在地理位置上，自東向西，自南向北，黃土孔隙率有增大的規(guī)律。一般認(rèn)為黃土的孔隙是引起黃土濕陷的主要原因，但有資料表明壓實(shí)黃土仍存在大孔隙，也具有濕陷性，表明這不是黃土濕陷的根本原因，但它為黃土濕陷提供了足夠的空間【1】。 1.3

27、.3 黃土的濕陷性與變形特性 濕陷性是指土在自重或附加應(yīng)力與自重共同作用下受水浸濕后產(chǎn)生急劇而大量的下沉。浸水濕陷只在士體自重作用下產(chǎn)生的黃土稱為自重濕陷性黃土，而浸水濕陷在土體自重與附加應(yīng)力共同下產(chǎn)生的黃土稱為非自重濕陷性黃土。根據(jù)自重濕陷博文學(xué)院畢業(yè)論文 3量與總濕陷量可對濕陷性場地進(jìn)行濕陷等級(jí)與濕陷類型劃分。非自重濕陷性場地的濕陷起始?jí)毫σ话愦笥谕恋娘柡妥灾貕毫Γ瑵裣菝舾行暂^弱，濕陷性事故較少，自重濕陷性場地的濕陷起始?jí)毫π∮谄渖细餐恋娘柡妥灾貕毫?，濕陷敏感性較強(qiáng)，濕陷性事故多 。黃土與其它粘土的區(qū)別在于黃土對含水量的變化極為敏感，含水量的高低嚴(yán)重影響土的濕陷性和承載力的高低，含水量低時(shí)

28、，土的濕陷性強(qiáng)烈，但承載力卻很高，隨著含水量的增加，土的濕陷性逐漸減弱，承載力隨之急劇下降，而壓縮性卻得以提高。根據(jù)大量土樣的試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，黃土的濕陷性與飽和度成直線反比關(guān)系，見表l-l，即飽和度愈低，土的濕陷性愈強(qiáng)，土的濕陷性隨著飽和度的增大而降低。表1-1 飽和度sr與濕陷系數(shù)6s的關(guān)系 飽和度()sr濕陷系數(shù)范圍s濕陷系數(shù)中值s300.090.1370.12030400.040.1180.08640500.020.1000.06050600.020.0840.04607000.0600.037000.030.015者只占3.4%s黃土的壓縮性反映黃土地基在外荷載作用下產(chǎn)生壓縮變形

29、的大小，主要取決于土的密實(shí)程度和含水量，三者的關(guān)系見表l-2。表1-2 黃土變形模量與含水量和孔隙比的關(guān)系土類含水量（%）孔隙率（%）變形模量（mpa）1017474822.532.068464822.028.0黃土814474919.022.01218434510.040.0222545488.01.5黃土狀粉質(zhì)粘土253040457.01.31.3.4 黃土的結(jié)構(gòu)性問題結(jié)構(gòu)性應(yīng)該是描述土物理本質(zhì)中比粒度、密度、濕度重要的一個(gè)側(cè)面。它的重要性早為太沙基所指出，也早為一系列學(xué)者所重視。如果說結(jié)構(gòu)性對任何土都是重博文學(xué)院畢業(yè)論文 4要的，那么，對黃土就更是不可避免的，具有更大的意義。研究黃土的結(jié)

30、構(gòu)性及其在力和水作用下的變化規(guī)律對整個(gè)土力學(xué)研究的對象都會(huì)有很大的輻射作用。目前，將黃土受力、水作用后結(jié)構(gòu)由損傷到破壞作定量描述的固體力學(xué)方法，因其可以回避在尋求獨(dú)立表示土結(jié)構(gòu)性參數(shù)上的困難，使結(jié)構(gòu)性關(guān)系的建立出現(xiàn)了新的跳躍。但它仍然遇到了建立不同濕密狀念土在受到外力作用過程中損傷變量正確表述的困難顯然，如果能夠找到一個(gè)能合理反映土的結(jié)構(gòu)性及其隨水與力的作用而變化的土結(jié)構(gòu)性參數(shù)，無疑會(huì)使問題的解決更加直觀、更加靈活，會(huì)使土力學(xué)的參數(shù)體系更加完善文獻(xiàn)中關(guān)于綜合結(jié)構(gòu)勢這一新指標(biāo)的提出及對其合理性、靈敏性、穩(wěn)定性與普遍性的檢驗(yàn)的相關(guān)研究表明： (1)黃土的結(jié)構(gòu)可視為一個(gè)由單粒、集?；蚰龎K等骨架單元共

31、同形成的空間結(jié)構(gòu)體系它的單元形態(tài)(單粒的礦物碎屑與集粒或凝塊)確定了力的傳遞性能和土的變形性質(zhì)，它的連接方式(點(diǎn)接觸、面接觸)確定了土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，它的排列方式(大孔隙、架空孔隙、粒間孔隙)確定了土的穩(wěn)定性單粒點(diǎn)接觸、架空孔隙占優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)，濕陷性大；集?；蚰龎K，面接觸、粒間孔隙占優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)，濕陷性小 (2)黃土結(jié)構(gòu)性的研究，應(yīng)既注意揭示土顆粒排列的幾何特征(以孔隙分布特征最為敏感)，又注意揭示土顆粒聯(lián)結(jié)(物理的和化學(xué)的，而以化學(xué)的為最敏感)的力學(xué)特征，同時(shí)將結(jié)構(gòu)與組成相結(jié)合，探討黃土的非均質(zhì)性，各向異性(3)從黃土力學(xué)的觀點(diǎn)來看，結(jié)構(gòu)性研究的根本目的在于揭示結(jié)構(gòu)性對土力學(xué)行為的影響及內(nèi)在聯(lián)系，因

32、此，將土的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)行為相結(jié)合是一條正確的研究途徑(4)黃土的結(jié)構(gòu)性問題在其結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)沒有遭到破壞以前表現(xiàn)為它維持結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性的能力，它和顆粒聯(lián)結(jié)的特性與穩(wěn)定性有關(guān)；在結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)遭到破壞以后表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)可變性的能力，它和顆粒的排列特性與均勻性有關(guān)第第2 2章章 路基沉降路基沉降的原因及影響的原因及影響2.1 路基沉降路基裸露在自然界中，整個(gè)路基經(jīng)常受到自重、列車荷載和各種自然因素的作用。由于水、溫度和各種荷載的作用，路基的各部分將產(chǎn)生可恢復(fù)和不可恢復(fù)的變形，那些不能恢復(fù)的變形，將引起路基標(biāo)高和邊坡坡度、形狀的改變，甚至造成土體位移和路基橫斷面幾何形狀的改變，危及路基及其各組成部分的完整和穩(wěn)定，

33、形博文學(xué)院畢業(yè)論文 5成路基的危害2.1.1 路基沉降的原因2.1.1.1 路基填土壓實(shí)度不足由于壓實(shí)度不足，往往導(dǎo)致填方路基的不均勻沉降變形，路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，路基土體壓實(shí)度不足的主要原因有以下幾點(diǎn):(1)施工受實(shí)際條件的限制。路基施工時(shí)，天氣太干燥，局部路堤填料粘土土塊粉碎不足致使路基壓實(shí)度不均勻;暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠;某些加減速車道與行車道沒有同步施工，當(dāng)拼接處理得不好時(shí)，其拼接處也會(huì)產(chǎn)生壓實(shí)度不足的情況。(2)考慮到施工安全和進(jìn)度，使得壓力或壓力作用時(shí)間不足，路基壓實(shí)不充分，致使路基壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求。(3)由于填方土體的最

34、佳含水量控制不好，壓實(shí)效果達(dá)不到規(guī)范要求。(4)在填方路堤施工中，當(dāng)路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實(shí)度不足問題，對于較高的填方路基，通常都要做相應(yīng)的處治。填方土體壓實(shí)度不足，其結(jié)果是土體前期固結(jié)壓力小于自重應(yīng)力和各種附加應(yīng)力之和，在自重作用下就會(huì)發(fā)生沉降變形，這些附加應(yīng)力主要來自以下幾個(gè)方面:車載，尤其超載情況;含水量變化造成土體容重的改變;地下水位升降而導(dǎo)致浮力作用改變;土體飽和度改變，引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中有效應(yīng)力改變，從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓縮變形。2.1.1.2 路堤填料不均勻，控制不當(dāng)在公路施工過程中，對填料、級(jí)配很難得到有效的控制，填料常常是開挖路塹

35、、隧道掘進(jìn)產(chǎn)生的方法，這些填料性質(zhì)差異大、級(jí)配也相差很遠(yuǎn)。一方面，在施工過程中，如果分層碾壓厚度過大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí)，在荷載的長期作用下，回填料會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形，路面會(huì)產(chǎn)生局部沉陷，剛性路面還可能產(chǎn)生裂紋。另一方面，由于回填料的性質(zhì)不一樣，特別是有的回填料具有膨脹性，在路基排水系統(tǒng)局部失效后，水的滲入會(huì)使路面局部隆起，影響行車舒適度，嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。2.1.1.3 地下水的影響在地下水的交替作用下,路基土體內(nèi)含水量反復(fù)變化,土體容重在一定范圍內(nèi)波動(dòng),更為重要的是由毛細(xì)管張力引起的負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值,再加上水博文學(xué)院畢業(yè)論文 6的軟化、潤滑效應(yīng),可以使土

36、體產(chǎn)生沉降變形。路基或地基中地下水的動(dòng)態(tài)特征對路基不均勻沉降影響很大，路堤及其地基中的地下水主要補(bǔ)給來源有 3 種類型，即地下水側(cè)向補(bǔ)給、降雨補(bǔ)給、地表水側(cè)向補(bǔ)給。其動(dòng)態(tài)變化及潛蝕作用影響到土體中的有效應(yīng)力分布、土體的結(jié)構(gòu)特征和土體強(qiáng)度從而導(dǎo)致路基的不均勻沉降。2.2 路基不均勻沉降的影響和危害2.2.1 路基不均勻沉降對鋪軌施工的影響路基不均勻沉降會(huì)增加施工難度和施工強(qiáng)度，在鋪軌時(shí)需要再度調(diào)整路基整體的高度使其達(dá)到統(tǒng)一，因扣減可調(diào)整量很小并要預(yù)先填高一定量為工后沉降留有空間以便達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，還要考慮未來行車后各不同時(shí)間段各路段不同土質(zhì)以及路橋過渡段不同沉降量。2.2.2 路基對稱將對高鐵運(yùn)營

37、的危害路基是路面的基礎(chǔ),路基不均勻沉降必然會(huì)引起路面的不平整,導(dǎo)致路面產(chǎn)生許多病害,主要表現(xiàn)為坑凹、起拱、波浪、接縫臺(tái)階、碾壓車轍、橋頭或涵洞兩端路面沉降、橋梁伸縮縫的跳車等,破壞了線路平順通暢，不僅難以滿足客運(yùn)專線高速行駛的要求,而且還會(huì)加大運(yùn)輸成本,增加運(yùn)輸時(shí)間,增加養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，減少使用壽命，降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，降低旅客舒適度，危及行車安全等。2.3 影響路基沉降的因素2.3.1 影響沉降穩(wěn)定的自然因素2.3.1.1 地形地形不僅影響路線的選定與線形設(shè)計(jì)也影響到路基設(shè)計(jì)。平原、丘陵、山嶺各區(qū)地勢不同，各區(qū)的水和溫度的情況也不相同。平原區(qū)地勢平坦，地面水易于積聚，地下水水位較高，因此路基需要

38、保持一定的最小填土高度，力求不低于自然區(qū)劃和土質(zhì)所規(guī)定的臨界高度：丘陵區(qū)地勢起伏，山嶺區(qū)地勢陡峭。如果排水設(shè)計(jì)不當(dāng)，或地質(zhì)情況不良，易降低路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，出現(xiàn)水毀、邊坡坍方、路堤沿山坡的滑動(dòng)等壞現(xiàn)象。2.3.1.2 氣候氣候條件，如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、年蒸發(fā)量、風(fēng)向和風(fēng)力等，博文學(xué)院畢業(yè)論文 7都影響路基水溫情況。在一年之中氣候有季節(jié)性的變化，因此路基水溫情況也隨之變化。氣候還受地形的影響，例如山頂與山腳、山南與山北，就有所不同。即所謂“小區(qū)地形與小區(qū)氣候”因此路基水溫情況也有所差異。大氣的溫度變化使路基的溫度也發(fā)生相應(yīng)的變化并造成土基內(nèi)不同深度處溫度出現(xiàn)差異。在溫度差的影響

39、下，土基中的水分以液態(tài)或氣態(tài)由熱處向冷處轉(zhuǎn)移，并積聚或凝結(jié)在該處。從而使土基中的濕度分布發(fā)生變化特別是在季節(jié)性冰凍地區(qū)，濕度積聚現(xiàn)象更為嚴(yán)重。2.3.1.3 水文地質(zhì)水文條件指地面徑流、河流洪水位、常水位及其排泄條件、有無積水和積水期的長短以及河岸的沖刷和淤積情況等。水文地質(zhì)條件指地下水位、地下水移動(dòng)情況、有無泉水、層間水等。所有這些。都會(huì)影響路基的穩(wěn)定性，如處理不當(dāng)，往往會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)各種病害2.3.2 影響沉降穩(wěn)定的人為因素2.3.2.1 荷載作用作用于路基的荷載有路面路基的自重(靜載)和機(jī)車的輪重(動(dòng)載)。靜載在土基內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力隨深度的增加而增加；相反，動(dòng)載在土基內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力隨深度的

40、增加而減少。且車型不同動(dòng)載在土基內(nèi)部的應(yīng)力作用深度也不相同。隨著交通運(yùn)輸?shù)呐畈l(fā)展，交通量逐年增長，在很大程度上影響路基的穩(wěn)定性。2.3.2.2 施工方法正確的施工方法也是保證路基穩(wěn)定性的重要因素。就土質(zhì)路堤而言，既要選擇良好的土填筑路基，同時(shí)還要選用正確的填筑方法和合適的施工機(jī)械。通常采用水平分層填筑法自下而上逐層填筑，并在土的含水量控制于最佳范圍同時(shí)進(jìn)行充分壓實(shí)。保證達(dá)到路基施工規(guī)范規(guī)定的壓實(shí)度，使路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。相反，如果填筑方法不正確，壓實(shí)不充分。土基在車輛荷載的重復(fù)作用下就會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形沉陷。從而造成路面破壞。2.3.2.3 養(yǎng)護(hù)措施養(yǎng)護(hù)措施包括一般措施及在設(shè)計(jì)、施

41、工中未及時(shí)采用而在養(yǎng)護(hù)中加以補(bǔ)充的改善措施。通過及時(shí)養(yǎng)護(hù)可以保證路基在使用期限內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。博文學(xué)院畢業(yè)論文 8博文學(xué)院畢業(yè)論文 9第 3 章 路基沉降的控制客運(yùn)專線路基沉降控制的主要目的是控制路基沉降，以確保高速列車的行車安全，盡量滿足旅客對舒適度的要求，并減少日常維修工作。3.1 濕陷性黃土路基處理方法及效果評價(jià)3.1.1 試驗(yàn)段工程地基處理方法 試驗(yàn)段工程地基處理方法對濕陷性黃土的地基處理應(yīng)達(dá)到兩個(gè)目的，其一是消除處理范圍內(nèi)的濕陷性，其二是提高地基承載力，提高地基的變形模量，減少壓縮(固結(jié)) 變形試驗(yàn)段采用多種地基處理方法，改變黃土結(jié)構(gòu)，增加土密度，達(dá)到消除黃土的濕陷性的目的

42、。首先進(jìn)行局部地表處理，挖除耕植土后，換填改良土和沖擊碾壓進(jìn)行加固處理， 再采用樁基和碎灰土墊層處理，同時(shí)輔以土工布和土工格柵。坑墓穴處， 先挖出松土，再用灰土夯填，然后再用鉆灌注水泥砂漿進(jìn)行填實(shí)處理。3.1.2 地基處理效果方法對濕陷性黃土地基處理的成功經(jīng)驗(yàn)地分析研究得出：當(dāng)濕陷性黃土厚度不大于3m時(shí)，灰土墊層種經(jīng)濟(jì)有效 的方法(但一般需要較大的翻挖地，不利于冬、 雨季施工) 。深度相對較大(46m且環(huán)境影響要求較低時(shí)，可選擇強(qiáng)夯法，但它的有效性與夯擊的最佳擊數(shù)(912擊)、夯錘的底面積(錘重l015t，錘底面上靜壓力宜為2025 kpa )、及地基土的含水量(最好為最優(yōu)含水量附近)有關(guān)更大

43、深度(大于8m) 宜選擇擠密樁(孔內(nèi)填以灰土或素土)、攪拌樁或 cfg樁，這些是處理厚濕陷性黃土地基的經(jīng)濟(jì)有效的方法，而且對調(diào)整地基的不均勻性和提高防水抗?jié)B性能也有一定的作用。因此在條件允許的情況下， 在試驗(yàn)段進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)和長期觀測， 能更好地把握地基處理效果和路基變形規(guī)律。3.1.3 濕陷性黃土路基的沉降控制措施 (1) 對試驗(yàn)段濕陷性黃土、松軟土、地震液化土段地基，根據(jù)初步設(shè)計(jì)采用換填、強(qiáng)夯、灰土擠密樁、cfg樁、水泥攪拌樁 、旋噴樁、碎石土墊層加鋪土工格柵等多種地基處理方法進(jìn)行加固，消除黃土的濕陷性和地震液化土的液化性 ，并對松博文學(xué)院畢業(yè)論文 10軟土進(jìn)行加固經(jīng)檢測達(dá)到京滬高速鐵路設(shè)計(jì)

44、暫行規(guī)定和設(shè)計(jì)要求后轉(zhuǎn)入下道工序施工。 (2) 在基礎(chǔ)處理前首先進(jìn)行局部地表處理，提高地基上部的密實(shí)度，減少路基的工后沉降。基礎(chǔ)加固后保證地基系數(shù) k3090mpam、壓實(shí)系數(shù)i0.95。(3) 路堤填筑按照“ 三階段、四區(qū)段、八流程”水平分層( 每層松鋪厚度不超過30cm) 填筑。推土機(jī)粗平，平地機(jī)精平，yz1820型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)；填料的最佳含水量、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及鋪設(shè)寬度等按現(xiàn)場填筑試驗(yàn)段確定的施工參數(shù)進(jìn)行，根據(jù)壓實(shí)黃土的濕陷性隨含水量的減小而增加，隨干容重的增大而減小的試驗(yàn)分析特性，施工中填料含水量偏差控制在最佳含水量的-13之間，填料的干密度大于15.5knm 以消除濕陷性；每填

45、高1.5m左右采用yct25型沖擊式壓路機(jī)碾壓一次， 碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。路堤分層填筑主要控制質(zhì)量達(dá)到壓實(shí)系數(shù)0.95 ，地基系數(shù)90mpam，靜態(tài)變形模量ev245n/mm。 (4) 路基基床表層所采用的級(jí)配碎石，基層采用的改良黃土均有嚴(yán)格的材質(zhì)、粒徑和級(jí)求。為保證達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)帶自動(dòng)計(jì)量裝置配碎石拌和站和改良土拌和站對填料進(jìn)行集中拌和或改良，確?；驳讓雍突脖韺拥膲簩?shí)質(zhì)達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。(5)為滿足工程進(jìn)度及施工質(zhì)量要求，施工中采用機(jī)械化作業(yè)。選用大噸位石方挖掘、運(yùn)輸及重型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械(過渡段選用小型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械配合)，并配備級(jí)配碎石攤鋪、拌和等特種機(jī)械。 (6) 為控制堤身的

46、沉降，施工中加強(qiáng)檢測與試驗(yàn)，確保路基填料特性和質(zhì)量、 工程措施及施工全過程受控。根據(jù)德國高速鐵路施工經(jīng)驗(yàn)，在基床底層和表層施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中增加靜態(tài)變形模量、ev2控制指標(biāo)。在路堤分層填筑質(zhì)量檢測中，也增加靜態(tài)變形模量控制指標(biāo)ev2。通過綜合指標(biāo)控制，達(dá)到消除或減小路基工后沉降量的目的。 (7) 黃土路基基底的沉降最突出的是濕陷性下沉，其次是壓縮下沉和增濕變形引起的下沉,控制黃土路基濕陷性下沉和增濕變形下沉, 施工中采取的防排水措施有以下幾個(gè)方面。 雨天不進(jìn)行路堤填筑施工，并對剛填筑層采取覆蓋防雨水滲人保護(hù)措施。 為確保路基填筑過程中不被沖刷破壞，每層填筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求做好路拱以利排水，并

47、在兩側(cè)路肩頂鋪設(shè)臨時(shí)磚砌擋水埝和急流槽。 路堤與路塹施工前先做好臨時(shí)排水系統(tǒng)，在施作臨時(shí)排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)與永久排水系統(tǒng)統(tǒng)籌安排，盡量做到永臨結(jié)合， 臨時(shí)工程按永久工程標(biāo)準(zhǔn)施作。加強(qiáng)道床及路基的防排水設(shè)施，防止路基面的雨水滲人路基。雙線之間鋪筑博文學(xué)院畢業(yè)論文 11瀝青防水層，道床面雨水通過橫坡直接排出路基兩側(cè) ，通過兩側(cè)排水溝排走。曲線雙線之間鋪筑瀝青防水層，隔一定距離設(shè)置集水井， 縱向設(shè)置縱向排水管匯集，通過橫向排水管排至兩側(cè)排水溝。 加強(qiáng)路基兩側(cè)地表防排水設(shè)施，防止路基外地表水浸人路基。 防止地表水侵蝕地基，阻斷路基外地表水與地基的滲水通道。對整個(gè)線路經(jīng)過地段，因線路的修建而改變了原有地表的排

48、水系統(tǒng)。所以要對線路兩邊附近的地表坑洼地段進(jìn)行回填，加強(qiáng)排水，防止形成匯水坑造成滲水通道。 加強(qiáng)防洪措施，對路基兩側(cè)的溝渠進(jìn)行補(bǔ)充匯水面測量和流量計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對有可能產(chǎn)生洪水的溝渠加設(shè)截水溝、急流槽、導(dǎo)流堤等防洪設(shè)施。 3.2 路基工后沉降路基的工后沉降，是指軌道工程鋪設(shè)后在路基荷載和列車荷載作用下，路基發(fā)生的剩余沉降，即最終形成的總沉降量與路基竣工鋪軌開始時(shí)的沉降量之差?？瓦\(yùn)專線路基沉降控制的主要目的是控制路基的工后沉降，以確保高速列車的行車安全，盡量滿足旅客對舒適度的要求，并減少日常維修工作?？瓦\(yùn)專線建設(shè)具有其自身的特殊性，如線路長、地質(zhì)情況變化大、工期長，路基沉降過程實(shí)際上就是多級(jí)

49、填筑過程中多方面因素共同作用的結(jié)果。沿線路基大都采用了不同形式的地基處理方法以滿足客運(yùn)專線對道路的平順性要求，如地基沖擊壓實(shí)、cfg樁法復(fù)合地基等。3.2.1 路基工后沉降組成分析 路基沉降按其組成成分劃分，包括路基填筑部分沉降和地基沉降兩部分。路基填筑部分沉降屬壓密沉降，是由填料自重及線路上部結(jié)構(gòu)和機(jī)車車輛的運(yùn)行引起的，與填料種類、壓實(shí)密度、預(yù)壓荷載及預(yù)壓時(shí)間有關(guān)，分3個(gè)時(shí)間段完成：第一階段是路基施工階段的下沉，不影響工后沉降；第二階段是路基施工完成，線路上部結(jié)構(gòu)和機(jī)車車輛重量未加載階段的下沉；第三階段是線路上部結(jié)構(gòu)施工完成后的下沉。后兩部分的沉降量影響工后沉降。 3.2.2 工后沉降控制的

50、重要性與特點(diǎn)(1)工后沉降控制是影響線路不平順性的重要因素。工后沉降大小決定了高速鐵路線的平順性，理解線路平順性的重要性，就理解了工后沉降控制重要性。以軌道連續(xù)高低不平順波長40m、幅值5mm為例，時(shí)速300km博文學(xué)院畢業(yè)論文 12時(shí)，將產(chǎn)生頻率2hz、半幅有效值0.13g的持續(xù)振動(dòng)加速度，超過5小時(shí)，人體血壓、脈搏等生理現(xiàn)象會(huì)不正常，對駕駛?cè)藛T的工作能力也有影響；對于普速的列車則可以忽略。也就是說工后沉降控制不好，線路不平順，行車舒適性和安全性就無法保證，列車高速行駛就是空談。因此，在高速鐵路設(shè)計(jì)和施工中工后沉降控制作為一個(gè)首要問題來對待是適當(dāng)?shù)摹?2)工后沉降控制是一個(gè)有時(shí)間性、過程性的

51、問題。首先，工后沉降起算時(shí)點(diǎn)非常重要。在秦沈客運(yùn)專線修建之初，有人認(rèn)為起算點(diǎn)是在整個(gè)工程完工后，也有認(rèn)為應(yīng)在鋪軌完成后。隨著認(rèn)識(shí)的深入，才確定工后沉降起算點(diǎn)應(yīng)在鋪軌開始時(shí)起算。從對工后沉降控制本身目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)來說，這更加合理。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在其他方面相同的情況下，起算時(shí)間點(diǎn)越往前推越嚴(yán)格；其實(shí)并非起算點(diǎn)一定要在鋪軌前，但如果起算點(diǎn)推后，一方面控制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)改變，而且如果在鋪軌后再確認(rèn)不滿足工后沉降，則有關(guān)補(bǔ)救措施就難以實(shí)施其次，有一個(gè)終止時(shí)間點(diǎn)的問題。由于每項(xiàng)工程都有壽命期，比如說高速鐵路的壽命期為100年，免維修期更短。盡管為保證工后沉降控制的實(shí)現(xiàn)，宜取更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但是提高標(biāo)準(zhǔn)涉及成本大小

52、乃至目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)性，故考慮該問題具有實(shí)際意義。工后沉降控制的時(shí)間性還表現(xiàn)在：不僅要求能夠最終滿足工后沉降控制的要求，還應(yīng)該盡快滿足。這一點(diǎn)的重要性就表現(xiàn)在對工期的影響上；反過來，合理的工期對工后沉降控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也是至關(guān)重要的?？瓦\(yùn)專線路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的確定，既要考慮列車對路基的要求及線路維修能力，也要考慮前期建設(shè)投資與后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)比較，在保證客運(yùn)專線列車高速、安全與平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，應(yīng)取得經(jīng)濟(jì)上的合理平衡。3.3 控制工后沉降的主要途徑 目前工后控制沉降的主要應(yīng)對措施有：加強(qiáng)基地處理加強(qiáng)填筑過程控制預(yù)留沉降量補(bǔ)砟抬道；同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)施工前的預(yù)防，具體措施有：3.3.1 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)及明

53、確控制標(biāo)準(zhǔn) (1)由于承包商對工后沉降控制缺乏經(jīng)驗(yàn)，可聘請專家現(xiàn)場指導(dǎo)。加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，大力培訓(xùn)沉 降觀測人員、整理分析人員、計(jì)算預(yù)測人員，從控制方案、預(yù)測分析、觀測操作上采取主動(dòng)預(yù)控措施。(2)制定路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)一般采用四項(xiàng)指標(biāo)：博文學(xué)院畢業(yè)論文 13工后沉降、不均勻沉降、錯(cuò)臺(tái)、折角。200kmh無砟軌道線路工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)采用渝遂線試驗(yàn)段控制標(biāo)準(zhǔn)，見表 31。表31 工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)表工后沉降不均勻沉降差異沉降錯(cuò)臺(tái)折角30mm20mm/20m 5mm1/10003.3.2 重視黃土地質(zhì)核查 (1)加強(qiáng)黃土地質(zhì)核查，使采取的技術(shù)措施達(dá)到沉降預(yù)測與實(shí)際相符

54、。(2)在選定黃土的物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，必須注意其地理環(huán)境、地貌單元、微地貌、沉積年代及成因類型等條件影響所產(chǎn)生的差異性，同時(shí)掌握這些自然條件與黃土性質(zhì)之間的規(guī)律。(3)黃土分布評價(jià)、濕陷性評價(jià)、現(xiàn)場浸水試驗(yàn)以及微觀電鏡分析是了解黃土的重要手段。 3.4 工后沉降的控制步驟 3.4.1 施工前的控制措施 (1) 制定控制標(biāo)準(zhǔn)。制定控制標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行工后沉降控制的基礎(chǔ)，在施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的沉降值以及具體可能采用的施工工藝制定好沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。 (2)加強(qiáng)地質(zhì)普查。在施工前根據(jù)設(shè)計(jì)文件，除對設(shè)計(jì)進(jìn)行加固外(粉噴、碎石、cfg、壓填片石、換填普通土等 )軟土地段地質(zhì)情況進(jìn)行核查外，還應(yīng)對其它地段進(jìn)行地

55、質(zhì)調(diào)查，并要求所有路基基底均應(yīng)進(jìn)行貫入試驗(yàn) ，當(dāng)試驗(yàn)值不能滿足基底要求時(shí) ，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)部門聯(lián)系，采取相應(yīng)的基底加固措施 ，以確保路基基底承載力滿足設(shè)計(jì)要求。 3.4.2 施工過程中的控制措施 (1) 制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)工后沉降的設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，結(jié)合施工單位的施工機(jī)械、填料、施工方法等，首先進(jìn)行試驗(yàn)段的填筑，尤其是地基處理、過渡段施工等應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)，制定合理的確保填筑質(zhì)量的施工工藝標(biāo)準(zhǔn) ，在路基填筑施工過程中必須嚴(yán)格按照制定的工藝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。博文學(xué)院畢業(yè)論文 14(2)加強(qiáng)路基基底處理。 根據(jù)設(shè)計(jì)，對黃土路基地段按照要求進(jìn)行加固處理，注意在加固過程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工。加固范

56、圍必須滿足設(shè)計(jì)要求，路基基底加固完成后，必須找有資質(zhì)的部門進(jìn)行檢驗(yàn)檢驗(yàn)基底承載力滿足設(shè)計(jì)要求后方準(zhǔn)進(jìn)行路堤填筑工。(3)做好路基綜合排水。 路基施工期間及完成后應(yīng)立即做好綜合排水系統(tǒng)，確保施工期間以及運(yùn)營期間路基排水系統(tǒng)順暢，路基不滲不沖。(4)確保路基邊坡穩(wěn)定，控制邊坡填筑質(zhì)量。 在路基填筑過程中，邊坡也是一個(gè)軟弱點(diǎn)，為確保邊坡質(zhì)量，在施工過程中采取超寬填筑(一般超寬50cm)、邊坡夯拍，路基填高達(dá)到一定高度的，路基邊坡鋪設(shè)土工隔柵進(jìn)行加固，路基大于2.5m的，應(yīng)全部采用骨架護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)，并全部進(jìn)行綠化，以確保邊坡穩(wěn)定，避免邊坡填筑不實(shí)造成自然下沉、沖刷滑坡等現(xiàn)象。 (5) 做好橋涵、堤塹過

57、渡段的處理。 由于橋涵為剛性結(jié)構(gòu)物，路基為柔性，橋涵不會(huì)發(fā)生下沉現(xiàn)象，路基一定會(huì)產(chǎn)生工后沉降，因此必須做好橋涵過渡段的填筑。橋涵過渡段一般采取級(jí)配碎石進(jìn)行填筑，在填筑過程中必須與路基同步施工，并嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行填筑，做到強(qiáng)度、剛度變化的平穩(wěn)過渡。3.4.3 加強(qiáng)路基沉降分析與預(yù)測(1)沉降問題包括填方路堤本身的沉降、黃土地基的壓縮變形以及黃土地基的濕陷變形，各類變形均包括沉降量與沉降過程兩個(gè)方面。地基壓縮變形和濕陷變形有較成熟的計(jì)算方法(主固結(jié)沉降采用分層總和法)對路堤本身沉降變形現(xiàn)行公路、鐵路規(guī)范均沒有規(guī)定可參照水利土壩設(shè)計(jì)規(guī)范采用分層總和法計(jì)算。 (2)工后沉降量的延續(xù)時(shí)間考慮在實(shí)測曲

58、線擬合的基礎(chǔ)上外延預(yù)估 ，與計(jì)算值對比分析。實(shí)測曲線的擬合常用三點(diǎn)法和雙曲線法。為了分析沉降過程，按維固結(jié)理論計(jì)算得到瞬時(shí)加載的沉降時(shí)間曲線，按加載過程采用實(shí)際填筑高度時(shí)間關(guān)系進(jìn)行修正，由修正后的曲線預(yù)估工后沉降及其完成所需的時(shí)間。 (3)沉降分析、預(yù)測采用半經(jīng)驗(yàn)半理論模式，根據(jù)實(shí)測資料不斷調(diào)整計(jì)算參數(shù)、模型，使預(yù)測與實(shí)測盡量吻合，確保實(shí)際工后沉降滿足要求。 (4)積極開展地質(zhì)核查、沉降預(yù)測等專題研究，以科研成果指導(dǎo)沉降分析、預(yù)測。 3.4.4 做好路基沉降觀測博文學(xué)院畢業(yè)論文 15(1)路基沉降觀測的主要目的是確定無砟軌道工程的施工時(shí)間及工后沉降量，確保工后沉降量滿足要求。 (2)地基沉降觀

59、測采用在地基表面埋設(shè)沉降板加接桿測試，路基沉降采用在路基表面埋設(shè)沉降板、觀測樁測試 ，路堤和地基深層沉降采用鉆孔埋設(shè)沉降磁環(huán)分層測試。 (3)沉降觀測以二等幾何水準(zhǔn)測量高程，觀測精度不低于1mm。采用精密水準(zhǔn)儀、銦化水準(zhǔn)尺。觀測做到四個(gè)固定：固定觀測人員；固定儀器及水準(zhǔn)尺；固定后視尺讀數(shù)；固定測站及轉(zhuǎn)點(diǎn)。 (4)每次觀測完畢，及時(shí)繪制沉降點(diǎn)的時(shí)間填土高度沉降量的關(guān)系曲線。3.4.5 客運(yùn)專線無砟軌道路基填筑的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量是保持線路穩(wěn)定與平順，保證列車能高速、安全運(yùn)行的重要條件，而控制和檢測壓實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)、方法和設(shè)備，則是保證壓實(shí)質(zhì)量的重要措施?？瓦\(yùn)專線鐵路路基質(zhì)量檢測參數(shù)主要包括地

60、基系數(shù)，動(dòng)態(tài)模量，空隙率30kvden(或壓實(shí)系數(shù)k)，變形模量四項(xiàng)指標(biāo)?？障堵蕁是土體中空隙體積與土的三相體2ve積的比值，而壓實(shí)系數(shù)k是指工地碾壓時(shí)達(dá)到的干容重與相應(yīng)的擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干容重之比，即相對理論壓實(shí)的比例，均反映土體的松密程度；地基系數(shù)：是30k表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小，是我國原有鐵路規(guī)范對路基壓實(shí)質(zhì)量的強(qiáng)度檢測指標(biāo)；變形模量是通過圓形承載板和加載裝置對地面進(jìn)行2ve第一次加載和卸載后，再進(jìn)行第二次加載，測得的應(yīng)力位移曲線上0.3與0.7max0之間的位移割線斜率確定，用來分析土體的變形性質(zhì)和承載能力；動(dòng)態(tài)變形模max0量是指土體在一定大小的豎向沖擊力