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铁道标准设计2025年第11期:管桩-土工格室复合路基承载机理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:邓友生;董晨辉;庄子颖;陈茁;吴阿龙;张宇凡;

单位:西安科技大学建筑与土木工程学院;西安科技大学桩承结构研究中心;

摘要:管桩具有良好的承载性能,为解决铁路路基沉降过大、基础承载力不足等问题,通过室内模型试验与有限元数值计算,研究管桩与土工格室协同作用下的路基承载性能,分析管桩-土工格室在静力荷载作用下桩身轴力、路基沉降、桩土应力比以及侧摩阻力的变化特点,并通过数值计算设置单一碎石垫层对照组,进一步分析土工格室与管桩作用效果。研究结果表明:管桩-土工格室复合路基在黄土地区有良好的承载性能;路基沉降的模型试验结果与数值计算结果有一定差别,但是变化趋势基本一致,说明模拟方法可行;中心桩相较于边桩分担更多的上部荷载,在300 kPa荷载作用下,中心桩的最大轴力约为边桩最大轴力的4倍;相较于单一碎石垫层,土工格室加筋碎石垫层工况下的路基沉降减小5.19%,四根桩由内到外桩土应力比分别提高13.36%,8.81%,3.54%,2.80%,说明土工格室可以有效减小路基沉降、调节桩土应力比;中心桩到边桩的负摩阻力区域逐渐增大,且随着荷载的增大,桩体中性点逐渐向上移动,最大负摩阻力也相应增大,说明适当加大荷载可以有效减小桩身产生负摩阻力的区域。

关键词:铁路路基;;管桩;;土工格室;;复合路基;;承载性能;;模型试验;;数值分析

基金资助:国家自然科学基金项目(51878554,41672308);; 陕西省自然科学基础研究计划重点项目(2018JZ5012)