约束桩在南昆铁路南百段膨胀土路基病害整治中的应用研究

发布时间：2023-05-07 18:32

　　膨胀土分布在我国众多省市,研究发现膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石及高岭石等亲水性矿物,这些亲水性矿物的存在使得膨胀土表现出强烈的水敏性。若外界水源提供大量水分,膨胀土极易吸水表现出体积膨胀、土体软化、强度衰减等性质。当铁路路基中含有大量膨胀土时,膨胀土特殊的工程性质将导致铁路路基产生多种病害,这将对列车运行造成极大的安全隐患,我国每年都要花费大量资源来进行膨胀土路基病害整治工程。本文从南昆铁路南百段产生的膨胀土路基病害入手,分析了路基填土的工程性质及路基病害成因。利用有限元软件Abaqus分析约束桩对膨胀土路基在经过膨胀软化后变形的约束效果,探讨约束桩四个参数对整治效果的影响,确定工程中约束桩的最优参数选取。选取南昆线K149+852.55^K150+008.55作为试验段进行路基病害整治,在施工过程中安置一系列传感器,分析约束桩受力规律并对路基病害整治效果进行评估。主要研究内容和成果如下:(1)分析南昆铁路南百段路基填土的工程特性,通过室内试验测定南昆线南百段路基膨胀土的基本物理参数,包括颗粒密度、级配曲线、液限及塑限、最大干密度及最优含水率;进行一维压缩试验、...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 膨胀土物理力学特性研究现状
        1.2.2 膨胀土路基病害研究现状
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
2 南昆铁路南百段膨胀土工程特性及病害成因分析
    2.1 土样物理特性分析
        2.1.1 颗粒密度测定
        2.1.2 颗粒级配曲线测定
        2.1.3 界限含水率测定
        2.1.4 最优含水率及最大干密度测定
    2.2 土样力学特性分析
        2.2.1 一维压缩试验
        2.2.2 直剪试验
        2.2.3 三轴试验
    2.3 土样膨胀特性分析
        2.3.1 自由膨胀特性
        2.3.2 膨胀力分析
    2.4 南昆铁路田东县膨胀土路基病害及成因分析
        2.4.1 南昆铁路田东县膨胀土路基病害种类
        2.4.2 南昆铁路田东县膨胀土路基病害成因分析
    2.5 本章小结
3 约束桩整治效果的有限元模拟分析
    3.1 温度场等效湿度场基本理论
        3.1.1 湿度应力场理论的基本思想
        3.1.2 温度场微分控制方程及湿-温度场转换关系
    3.2 考虑吸湿膨胀软化效应的约束桩整治效果分析
        3.2.1 有限元软件Abaqus简介
        3.2.2 三维模型建立
        3.2.3 材料参数选取及设置
        3.2.4 计算及结果分析
    3.3 考虑吸湿膨胀软化效应的约束桩最优参数设计
        3.3.1 桩位置参数设计
        3.3.2 桩长参数设计
        3.3.3 桩间距参数设计
        3.3.4 桩截面尺寸设计
    3.4 本章小结
4 试验段约束桩受力分析及病害整治效果评估
    4.1 试验段路基病害整治措施
        4.1.1 约束桩施工整治措施
        4.1.2 注浆整治措施
    4.2 病害整治监测方案
        4.2.1 主要监测内容
        4.2.2 监测布点方案
    4.3 整治效果评估
        4.3.1 约束桩受力规律分析
        4.3.2 长期监测整治效果评估
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢



本文编号：3811108