土木工程畢業(yè)論文

1、土木工程畢業(yè)論文高速鐵路路基沉降控制技術(shù)Methodology of Settlement Control for High Speed Railway Embankment專(zhuān) 業(yè)：土木工程摘 要高速鐵路代表了世界鐵路現(xiàn)代化發(fā)展的大趨勢(shì)，是21世紀(jì)交通運(yùn)輸?shù)闹卮蟪晒?，是人?lèi)的共同財(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(guó)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)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(duì)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(zhuān)線(xiàn)路基的最大特點(diǎn)。路基變形最明顯、危害最大的問(wèn)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

2、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(cè)等方面分析了路基沉降。 關(guān)鍵字： 黃土 路基工后沉降 控制方式 沉降計(jì)算 監(jiān)測(cè)AbstractHigh-speed railway represents the railway modernization development trend in the 21st century, is the important achievement of transportation, is the

3、 common wealth of mankind. Along with the rapid development of economy, the transportation demand, China railway 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 defo

4、rmation and has become the biggest characteristic of PDL roadbed. The most obvious harm, roadbed deformation of the biggest problems is the embankment settlement. Embankment settlement control is one which involves many factors, has large uncertainties of engineering problems.Embankment settlement i

5、ncluding sub grade construction settlement and post-construction settlement, post-construction settlement risk, 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 sett

6、lement mechanism, Control of sub grade settlement after the necessity, steps and measures, and the characteristics of measures, embankment settlement calculation, monitoring of embankment settlement.KEY WORDS： sienna embankment settlement control mode settlement calculation detectio目 錄 TOC o 1-3 h z

7、 u HYPERLINK l _Toc264648693 HYPERLINK l _Toc264648697 第1章 緒論 PAGEREF _Toc264648697 h 1 HYPERLINK l _Toc264648698 1.1 選題背景及意義 PAGEREF _Toc264648698 h 1 HYPERLINK l _Toc264648699 1.2 鐵路路基 PAGEREF _Toc264648699 h 1 HYPERLINK l _Toc264648700 1.2.1 我國(guó)鐵路路基現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc264648700 h 2 HYPERLINK l _Toc2646

8、48701 1.2.2 國(guó)外鐵路路基現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc264648701 h 2 HYPERLINK l _Toc264648702 1.3 黃土 PAGEREF _Toc264648702 h 2 HYPERLINK l _Toc264648703 1.3.1 黃土的顆粒組成會(huì)及結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264648703 h 3 HYPERLINK l _Toc264648704 1.3.2 黃土的多孔性 PAGEREF _Toc264648704 h 3 HYPERLINK l _Toc264648705 1.3.3 黃土的濕陷性與變形特性 PAGEREF _Toc264

9、648705 h 3 HYPERLINK l _Toc264648706 1.3.4 黃土的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題 PAGEREF _Toc264648706 h 4 HYPERLINK l _Toc264648707 1.3.5 壓實(shí)黃土的工程特性研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc264648707 h 5第2章 路基沉降 HYPERLINK l _Toc264648708 PAGEREF _Toc264648708 h 7 HYPERLINK l _Toc264648708 2.1 路基沉降 PAGEREF _Toc264648708 h 7 HYPERLINK l _Toc264648709 2.1

10、.1 高速鐵路路基沉降特性分析的研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc264648709 h 7 HYPERLINK l _Toc264648710 2.1.2 路基沉降的原因 PAGEREF _Toc264648710 h 7 HYPERLINK l _Toc264648711 2.2 路基強(qiáng)度高且剛度大以及均勻性要求高 PAGEREF _Toc264648711 h 9 HYPERLINK l _Toc264648712 2.3 路基不均勻沉降的影響和危害 PAGEREF _Toc264648712 h 9 HYPERLINK l _Toc264648713 2.3.1 路基不均勻沉降對(duì)鋪軌施

11、工的影響 PAGEREF _Toc264648713 h 9 HYPERLINK l _Toc264648714 2.3.2 路基對(duì)稱(chēng)將對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)的危害 PAGEREF _Toc264648714 h 9 HYPERLINK l _Toc264648715 2.4 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基的填料要求 PAGEREF _Toc264648715 h 9 HYPERLINK l _Toc264648716 2.5 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基填筑的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc264648716 h 11 HYPERLINK l _Toc264648717 2.6 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基沉降的控制理念 PA

12、GEREF _Toc264648717 h 12 HYPERLINK l _Toc264648718 2.7 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基沉降的控制要求 PAGEREF _Toc264648718 h 13 HYPERLINK l _Toc264648719 第3章 路基沉降的控制 PAGEREF _Toc264648719 h 15 HYPERLINK l _Toc264648720 3.1 路基各種處理措施效果評(píng)價(jià) PAGEREF _Toc264648720 h 15 HYPERLINK l _Toc264648721 3.2 影響路基沉降的因素 PAGEREF _Toc264648721 h 1

13、7 HYPERLINK l _Toc264648722 3.2.1 影響沉降穩(wěn)定的自然因素 PAGEREF _Toc264648722 h 17 HYPERLINK l _Toc264648723 3.2.2 影響沉降穩(wěn)定的人為因素 PAGEREF _Toc264648723 h 18 HYPERLINK l _Toc264648724 3.3 濕陷性黃土路基處理方法及效果評(píng)價(jià) PAGEREF _Toc264648724 h 18 HYPERLINK l _Toc264648725 3.3.1 試驗(yàn)段工程地基處理方法 PAGEREF _Toc264648725 h 18 HYPERLINK l

14、 _Toc264648726 3.3.2 地基處理效果方法 PAGEREF _Toc264648726 h 19 HYPERLINK l _Toc264648727 3.3.3 濕陷性黃土路基的沉降控制措施 PAGEREF _Toc264648727 h 19 HYPERLINK l _Toc264648728 3.4 路基工后沉降 PAGEREF _Toc264648728 h 20 HYPERLINK l _Toc264648729 3.4.1 路基工后沉降組成分析 PAGEREF _Toc264648729 h 21 HYPERLINK l _Toc264648730 3.4.2 工后沉

15、降控制的重要性與特點(diǎn) PAGEREF _Toc264648730 h 21 HYPERLINK l _Toc264648731 3.4.3 工后沉降控制的必要性 PAGEREF _Toc264648731 h 22 HYPERLINK l _Toc264648732 3.5 控制工后沉降的主要途徑 PAGEREF _Toc264648732 h 22 HYPERLINK l _Toc264648733 3.5.1 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)及明確控制標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc264648733 h 22 HYPERLINK l _Toc264648734 3.5.2 重視黃土地質(zhì)核查 PAGEREF _

16、Toc264648734 h 22 HYPERLINK l _Toc264648735 3.6 工后沉降的控制步驟 PAGEREF _Toc264648735 h 23 HYPERLINK l _Toc264648736 3.6.1 施工前的控制措施 PAGEREF _Toc264648736 h 23 HYPERLINK l _Toc264648737 3.6.2 施工過(guò)程中的控制措施 PAGEREF _Toc264648737 h 23 HYPERLINK l _Toc264648738 3.6.3 加強(qiáng)路基沉降分析與預(yù)測(cè) PAGEREF _Toc264648738 h 24 HYPERL

17、INK l _Toc264648739 3.6.4 做好路基沉降觀(guān)測(cè) PAGEREF _Toc264648739 h 24 HYPERLINK l _Toc264648740 3.7 工后沉降控制的現(xiàn)有技術(shù)措施 PAGEREF _Toc264648740 h 24 HYPERLINK l _Toc264648741 第4章 地基設(shè)計(jì)與沉降計(jì)算 PAGEREF _Toc264648741 h 26 HYPERLINK l _Toc264648742 4.1 樁網(wǎng)地基設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264648742 h 26 HYPERLINK l _Toc264648743 4.1.1 CFG樁

18、樁網(wǎng)復(fù)合地基 PAGEREF _Toc264648743 h 27 HYPERLINK l _Toc264648744 4.1.2 灰土樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264648744 h 33 HYPERLINK l _Toc264648745 4.2 樁板結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264648745 h 35 HYPERLINK l _Toc264648746 4.2.1 整體構(gòu)造分析 PAGEREF _Toc264648746 h 35 HYPERLINK l _Toc264648747 4.2.2 結(jié)構(gòu)幾何尺寸優(yōu)化 PAGEREF _Toc264648747 h 36 HYP

19、ERLINK l _Toc264648748 4.2.3 承臺(tái)板設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264648748 h 36 HYPERLINK l _Toc264648749 4.2.4 托梁設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264648749 h 37 HYPERLINK l _Toc264648750 4.2.5 樁基設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264648750 h 37 HYPERLINK l _Toc264648751 4.3 DDC樁 PAGEREF _Toc264648751 h 40 HYPERLINK l _Toc264648752 4.3.1 適用性及沉降控制機(jī)理分析 PAG

20、EREF _Toc264648752 h 40 HYPERLINK l _Toc264648753 4.3.2 沉降計(jì)算模式 PAGEREF _Toc264648753 h 41 HYPERLINK l _Toc264648754 4.3.3 復(fù)合地基下部土體的沉降 PAGEREF _Toc264648754 h 42 HYPERLINK l _Toc264648755 4.4 水泥土擠密樁 PAGEREF _Toc264648755 h 43 HYPERLINK l _Toc264648756 4.4.1 水泥土擠密樁在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用 PAGEREF _Toc264648756 h 44 HY

21、PERLINK l _Toc264648757 4.4.2 水泥土其它影響因素及有關(guān)性能研究 PAGEREF _Toc264648757 h 44 HYPERLINK l _Toc264648758 4.4.3 水泥土擠密樁的加固原理 PAGEREF _Toc264648758 h 45 HYPERLINK l _Toc264648759 4.4.4 水泥土擠密樁的施工 PAGEREF _Toc264648759 h 45 HYPERLINK l _Toc264648760 4.4.5 注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc264648760 h 47 HYPERLINK l _Toc264648

22、761 4.5 地基沉降計(jì)算 PAGEREF _Toc264648761 h 48 HYPERLINK l _Toc264648762 4.5.1 地基沉降計(jì)算基本原理 PAGEREF _Toc264648762 h 48 HYPERLINK l _Toc264648763 4.5.2 CFG樁的沉降計(jì)算 PAGEREF _Toc264648763 h 48 HYPERLINK l _Toc264648764 4.5.3 樁板樁基承載力、沉降計(jì)算 PAGEREF _Toc264648764 h 50 HYPERLINK l _Toc264648765 4.6 經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 PAGEREF _T

23、oc264648765 h 51 HYPERLINK l _Toc264648766 4.6.1 各方案特點(diǎn) PAGEREF _Toc264648766 h 52 HYPERLINK l _Toc264648767 第5章 路基沉降監(jiān)測(cè) PAGEREF _Toc264648767 h 59 HYPERLINK l _Toc264648768 5.1 路基沉降監(jiān)測(cè)的目的 PAGEREF _Toc264648768 h 59 HYPERLINK l _Toc264648769 5.2 路基沉降的監(jiān)測(cè)內(nèi)容及要求 PAGEREF _Toc264648769 h 59 HYPERLINK l _Toc2

24、64648770 5.2.1 沉降觀(guān)測(cè)基本要求 PAGEREF _Toc264648770 h 60 HYPERLINK l _Toc264648771 5.2.2 路基沉降監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求 PAGEREF _Toc264648771 h 60 HYPERLINK l _Toc264648772 5.3 合理選擇觀(guān)測(cè)設(shè)備。 PAGEREF _Toc264648772 h 61 HYPERLINK l _Toc264648773 5.4 觀(guān)測(cè)元件埋設(shè)說(shuō)明 PAGEREF _Toc264648773 h 62 HYPERLINK l _Toc264648774 5.5 沉降觀(guān)測(cè)操作要求 PAGERE

25、F _Toc264648774 h 62 HYPERLINK l _Toc264648775 5.6 沉降觀(guān)測(cè)時(shí)間、頻率 PAGEREF _Toc264648775 h 63 HYPERLINK l _Toc264648776 5.7 沉降觀(guān)測(cè)資料的應(yīng)用 PAGEREF _Toc264648776 h 64 HYPERLINK l _Toc264648777 第6章 結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc264648777 h 66 HYPERLINK l _Toc264648778 6.1 結(jié)論 PAGEREF _Toc264648778 h 66 HYPERLINK l _Toc264648

26、779 6.2 展望 PAGEREF _Toc264648779 h 66 HYPERLINK l _Toc264648780 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc264648780 h 67 HYPERLINK l _Toc264648781 致謝 PAGEREF _Toc264648781 h 68 HYPERLINK l _Toc264648782 附錄 外文翻譯 PAGEREF _Toc264648782 h 69 HYPERLINK l _Toc264648783 原文 PAGEREF _Toc264648783 h 69 HYPERLINK l _Toc264648784 譯文 PA

27、GEREF _Toc264648784 h 74第1章 緒論 選題背景及意義在我國(guó)鐵路“十五計(jì)劃編制中已明確指出，要加強(qiáng)快速客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的建設(shè)，逐步建成以北京、上海、廣州為中心，連接各省會(huì)城市和其它大型城市鐵路快速客運(yùn)系統(tǒng)。2004年1月7日，國(guó)務(wù)院主持通過(guò)的中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃為我國(guó)鐵路發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。至2020年，我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)10萬(wàn)公里，要建設(shè)“四縱四橫”快速客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)及三處城際快速軌道交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主要繁忙干線(xiàn)客貨分線(xiàn)運(yùn)輸。建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，是中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2005年6月11日，石太鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的開(kāi)工建設(shè)，掀開(kāi)了我國(guó)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)大規(guī)模建設(shè)的序幕，繼同年6月2

28、3日武廣客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)開(kāi)工之后，國(guó)家批準(zhǔn)的其他9條客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)即京津、鄭西、武合、合寧、甬臺(tái)溫、溫福、福廈、廣深港、廣珠客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，也相繼全面開(kāi)工建設(shè)，11條客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的總建設(shè)規(guī)模將達(dá)到3243公里。我國(guó)幅員遼闊，鐵路經(jīng)過(guò)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(chē)荷載及各種附加力的基礎(chǔ)，路基本體必須有足夠的強(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(lái)越廣泛的重視，把路基作為土工結(jié)構(gòu)物來(lái)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(lái)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(wèn)題，所以路基沉降變形問(wèn)題是高速鐵路設(shè)計(jì)中所要考慮的主要控制因素

29、。為了確保列車(chē)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(guó)既有線(xiàn)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(wèn)題就被提上日程。 鐵路路基 鐵路路基是經(jīng)過(guò)開(kāi)挖或填筑形成的直接支撐軌道、滿(mǎn)足軌道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)條件而修建的土工結(jié)構(gòu)物，是鐵道工程的重要組成部分。它承受著軌道及機(jī)車(chē)車(chē)輛的靜荷載和動(dòng)荷載，并將荷載向地基深處傳遞擴(kuò)散，因此路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定型，應(yīng)能抵抗自然因素的破壞而不至于產(chǎn)生有害變形【1】。 我國(guó)鐵路路基現(xiàn)狀長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)新建鐵路沒(méi)有把路基當(dāng)成土工結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)待，而普遍冠名為土石方。在“重橋隧，輕路基，重土石方數(shù)量，

30、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(yíng)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(yíng)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(guó)鐵路網(wǎng)已相繼完成四次提速，開(kāi)發(fā)了一批最高運(yùn)行速度為140160KM/h的“快速列車(chē)”。運(yùn)營(yíng)時(shí)速為200KM的秦沈客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的建成通車(chē)，使我國(guó)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。 國(guó)外鐵路路基現(xiàn)狀 國(guó)外鐵路發(fā)展的方向是重載及高速鐵路。發(fā)展重載鐵路(250360KN)的國(guó)家有美國(guó)、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等；發(fā)展高速鐵路的國(guó)

31、家有法國(guó)、日本、德國(guó)等。這些國(guó)家制訂了較高的路基標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的施工工藝。其特點(diǎn)如下：(1)結(jié)合路基工程規(guī)定了詳細(xì)的巖土分類(lèi)，要求進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查，為設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)提供必須的依據(jù)資料。(2)加強(qiáng)了軌道基礎(chǔ)的路基機(jī)床部分，包括路堤、路塹及不填不挖地段，特別是對(duì)機(jī)床表層的材料(日本新干線(xiàn)要求設(shè)置加強(qiáng)機(jī)床，很多國(guó)家設(shè)置基層或防護(hù)層、墊層)有嚴(yán)格條件并規(guī)定了強(qiáng)度要求。(3)對(duì)路堤各部分的填土規(guī)定了相應(yīng)的填料標(biāo)準(zhǔn)，填土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求較高。(4)為控制路基發(fā)生過(guò)大的下沉，對(duì)路堤填土提出了規(guī)定及處理要求。(5)加強(qiáng)路基的排水系統(tǒng)、邊坡和災(zāi)害的防護(hù)【1】。 黃土通常將具有以下特性的土稱(chēng)為黃土；顏色以黃色、褐黃色為主

32、，有時(shí)呈灰黃色；顆粒組成以粉粒(0.005mm)為主，含量一般在60%以上；有肉眼可見(jiàn)的大孔隙、較大孔隙，一般在mm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(lèi)；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(0.01mm)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)成集粒或浮在砂粒及粗粉粒的表面，或聚集在大顆粒間的接觸點(diǎn)處。

33、黃土中的粉粒和集粒共同構(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(méi)有或只有少量的膠結(jié)物質(zhì)。常見(jiàn)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(duì)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(duì)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

34、白色的膠結(jié)物，一般為CaCO3,這種膠結(jié)對(duì)黃土起著加固作用。一般將黃土的孔隙分為以下三類(lèi)：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(jiàn)，可在放大鏡下觀(guān)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(jiàn)。由這三種孔隙形成了黃土的高孔隙性，故又將黃土稱(chēng)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(shì)；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

35、的空間【6】。 1.3.3 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(chēng)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(chēng)為非自重濕陷性黃土。根據(jù)自重濕陷量與總濕陷量可對(duì)濕陷性場(chǎng)地進(jìn)行濕陷等級(jí)與濕陷類(lèi)型劃分。非自重濕陷性場(chǎng)地的濕陷起始?jí)毫σ话愦笥谕恋娘柡妥灾貕毫?，濕陷敏感性較弱，濕陷性事故較少，自重濕陷性場(chǎng)地的濕陷起始?jí)毫π∮谄渖细餐恋娘柡妥灾貕毫Γ瑵裣菝舾行暂^強(qiáng)，濕陷性事故多 。黃土與其它粘土的區(qū)別在于黃土對(duì)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

36、時(shí)，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(xiàn)反比關(guān)系，見(jiàn)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()濕陷系數(shù)范圍濕陷系數(shù)中值3030404050506060700700者只占3.4%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(jiàn)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(lèi)含水量（%）孔隙率（%）變形模量（Mpa）黃

37、土101747486846488144749黃土狀粉質(zhì)粘土1218434522254548253040451.3.4 黃土的結(jié)構(gòu)性問(wèn)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(shuō)結(jié)構(gòu)性對(duì)任何土都是重要的，那么，對(duì)黃土就更是不可避免的，具有更大的意義。研究黃土的結(jié)構(gòu)性及其在力和水作用下的變化規(guī)律對(duì)整個(gè)土力學(xué)研究的對(duì)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

38、到外力作用過(guò)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(wú)疑會(huì)使問(wèn)題的解決更加直觀(guān)、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(shì)這一新指標(biāo)的提出及對(duì)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?；蚰龎K)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(shì)的結(jié)構(gòu)，濕陷性大；集?；蚰龎K，面

39、接觸、粒間孔隙占優(yōu)勢(shì)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(guān)點(diǎn)來(lái)看，結(jié)構(gòu)性研究的根本目的在于揭示結(jié)構(gòu)性對(duì)土力學(xué)行為的影響及內(nèi)在聯(lián)系，因此，將土的微觀(guān)結(jié)構(gòu)與宏觀(guān)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(wèn)題在其結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)沒(méi)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)1.3.5 壓實(shí)

40、黃土的工程特性研究現(xiàn)狀.1 壓實(shí)黃土的濕陷性經(jīng)過(guò)對(duì)原狀土和壓實(shí)土的濕陷性試驗(yàn)，得到：(1)濕陷性黃土經(jīng)過(guò)壓實(shí)后，如填筑含水量較低，填筑干密度較小時(shí)，仍具有明顯的濕陷性，并具有以下特征：壓實(shí)黃土與原狀黃土的含水量和干密度都相同時(shí)，在較大的壓力范圍內(nèi)，壓實(shí)黃土的濕陷性要比原狀黃土的大壓實(shí)黃土的濕陷性，隨填筑含水量的減小而增大，反之，隨填筑含水量的增大而減??；即使壓實(shí)黃土的填筑干密度較大，而含水量都較低時(shí)，仍具有一定的濕陷性，并在較大的壓力范圍內(nèi)隨壓力的增加而增大(2)壓實(shí)黃土填筑含水量不應(yīng)低于最優(yōu)含水量的23倍，同時(shí)要以最大干密度來(lái)控制施工質(zhì)量，否則將會(huì)在工程運(yùn)營(yíng)期間受水浸濕后出現(xiàn)不同程度的濕陷變

41、形，進(jìn)而危及工程的正常使用。1.3.5.2 壓實(shí)黃土的壓縮性質(zhì)壓實(shí)黃土的壓縮性質(zhì)，也用土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)等指標(biāo)表示，在室內(nèi)用壓縮儀測(cè)定根據(jù)有關(guān)資料表明，西北黃土在擊實(shí)飽和情況下，當(dāng)垂直壓力為0.1O.47MPa時(shí)，其壓縮系數(shù)平均值介于(0.01370.0199)10-5之間，為中等壓縮性土，其平均壓縮模量介于11.1824.2MPa之間當(dāng)垂直壓力為0.41.6MPa時(shí)，其平均壓縮系數(shù)為(0.00570.0175)10-5Pa-1之間，多數(shù)為低壓縮特性，其壓縮模量介于42.4423.67MPa之問(wèn)，平均固結(jié)系數(shù)介于10-110-32/s之間。第2章 路基沉降 路基沉降路基裸露在自然

42、界中，整個(gè)路基經(jīng)常受到自重、列車(chē)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，形成路基的危害 高速鐵路路基沉降特性分析的研究現(xiàn)狀鐵路路基沉降變形主要包含運(yùn)營(yíng)階段行車(chē)引起的基床累積下沉，列車(chē)行駛中路基面的彈性變形，路基本體填土及地基的壓密下沉三個(gè)方面。大量的調(diào)查表明，路基沉降是由土性、壓實(shí)度、飽和度、環(huán)境和外載等多方面因素綜合作用的結(jié)果，但主要是由路基本身和地基的排水固結(jié)變形引起的。地基的沉降變形與地基土的性

43、質(zhì)和地基處理方法有關(guān)，而路基本體的變形通常與填料的性質(zhì)、填料含水量和壓實(shí)系數(shù)有關(guān)，地基的沉降變形直接影響到路基的變形。基床累積下沉是由列車(chē)通過(guò)道床傳遞到基床面的動(dòng)荷載引起的，主要發(fā)生在基床部位，特別是基床表層。設(shè)計(jì)時(shí)若能限制列車(chē)荷載在基床表面產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力在基床填料的臨界動(dòng)應(yīng)力以?xún)?nèi)，則累積下沉量在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間行車(chē)后(例如一年)能夠逐漸趨于穩(wěn)定而不會(huì)繼續(xù)發(fā)展的。 路基沉降的原因.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

44、壓實(shí)度不均勻;暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長(zhǎng)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(chē)道與行車(chē)道沒(méi)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(wèn)題，對(duì)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(lái)

45、自以下幾個(gè)方面:車(chē)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。土體壓實(shí)度不足還會(huì)導(dǎo)致填土路基的側(cè)向變形。目前采用的地基沉降計(jì)算方法是假定側(cè)向完全受限，僅有豎向變形，實(shí)際路基土中存在有側(cè)向變形，這種側(cè)向變形會(huì)引起沉降。2.1.2.2 路堤填料不均勻，控制不當(dāng)在公路施工過(guò)程中，對(duì)填料、級(jí)配很難得到有效的控制，填料常常是開(kāi)挖路塹、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(guò)程中，如果分層碾壓厚度過(guò)大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí)，

46、在荷載的長(zhǎng)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(chē)舒適度，嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。控制不當(dāng)體現(xiàn)在：(1)選用了穩(wěn)定性較差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉質(zhì)土或使用淤泥、腐殖質(zhì)含量較高的土料填筑路堤，會(huì)使路堤產(chǎn)生整段或局部的變形。(2)采用不同土質(zhì)填筑路堤時(shí)，因土的性質(zhì)不同如填筑方法不當(dāng)，碾壓成型后易造成不均勻性沉降。.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

47、負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值,再加上水的軟化、潤(rùn)滑效應(yīng),可以使土體產(chǎn)生沉降變形。路基或地基中地下水的動(dòng)態(tài)特征對(duì)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(lái)源有3種類(lèi)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。 路基強(qiáng)度高且剛度大以及均勻性要求高列車(chē)速度越高，要求路基的強(qiáng)度越高、剛度越大，彈性變形越小。但是路基剛度過(guò)大，會(huì)使列車(chē)振動(dòng)加大而不能平穩(wěn)運(yùn)行，路基剛度的不均勻則會(huì)給軌道造成動(dòng)態(tài)不平順。研究表明：由剛度變化引起的列車(chē)振動(dòng)與速度的平方成正比。因此，列車(chē)運(yùn)行速度越高，要求路基的剛

48、度越大、彈性變形小，在線(xiàn)路縱向做到剛度均勻、變化緩慢，不允許剛度突變。客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的路基基床厚度、填料要求、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以及檢測(cè)方法等要比鐵路I級(jí)干線(xiàn)的要求高得多，對(duì)路基的填筑質(zhì)量，引入了、等多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合控制【8】。 路基不均勻沉降的影響和危害2.3.1 路基不均勻沉降對(duì)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(lái)行車(chē)后各不同時(shí)間段各路段不同土質(zhì)以及路橋過(guò)渡段不同沉降量。2. 路基對(duì)稱(chēng)將對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)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

49、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(chē)轍、橋頭或涵洞兩端路面沉降、橋梁伸縮縫的跳車(chē)等,破壞了線(xiàn)路平順通暢，不僅難以滿(mǎn)足客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)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(chē)安全等。2.4 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基的填料要求針對(duì)快速鐵路對(duì)填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的高要求，一方面要在施工中積累資料，同時(shí)需要開(kāi)展大量的室內(nèi)外試驗(yàn)研究工作，研究制定填料適用性試驗(yàn)方法與判別標(biāo)準(zhǔn)，建立一套適合我國(guó)地域特點(diǎn)，適用于路基設(shè)計(jì)，施工的填料分類(lèi)。由于地域不同，路基填料也千差萬(wàn)別，這就要求在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段和施工前對(duì)土源進(jìn)

50、行詳細(xì)判別。工程實(shí)踐表明，采用優(yōu)質(zhì)的填料可以減少路基的后期沉降，且有較高的安全儲(chǔ)備，能保證路基穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)外對(duì)高速鐵路的路基沉降觀(guān)測(cè)結(jié)果也表明，采用級(jí)配良好的粗顆粒填料可大大減少路堤的后期沉降，因此，只要能滿(mǎn)足上述要求者才可作為高速鐵路路堤填料。鐵路路基填料的分類(lèi)主要依據(jù)土類(lèi)和小于0.075mm細(xì)顆粒含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)來(lái)劃分的，并考慮與壓實(shí)要求相關(guān)性質(zhì)和適用條件分成A、B、C、D、E五個(gè)組，如表21所示。其中，D組為高液限粉土、粉質(zhì)粘土、粘土，很少用作填料：E組為有機(jī)土類(lèi)，不能作為填料。2-1 我國(guó)鐵路路基填料分類(lèi)組別填料A組B組 C組 碎石類(lèi)級(jí)配良好的碎石、含土碎石級(jí)配不好的碎石、含土碎石，細(xì)粒含量

51、為15%-30的土質(zhì)碎石細(xì)粒含量大于30的土質(zhì)碎石礫石類(lèi)級(jí)配良好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓 礫、細(xì)角礫，級(jí)配良好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含土細(xì)角礫級(jí)配不好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓礫、細(xì)角礫，級(jí)配不好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含土細(xì)角礫、細(xì)粒含量為15%-30%的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓 礫、土質(zhì)細(xì)角礫細(xì)粒含量大于1530的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓礫、土質(zhì)細(xì)角礫砂類(lèi)土級(jí)配良好礫砂、粗砂、中砂，含土礫砂、含土粗砂、含土中砂級(jí)配良好細(xì)砂，級(jí)配不好的礫砂、粗砂、中砂、細(xì)粒含量大于15的含土礫砂，含土中砂，含土粗砂級(jí)配不好的細(xì)砂，含土細(xì)砂，粉砂細(xì)粒土低液限粉土，粉質(zhì)黏

52、土，黏土路基填料和壓實(shí)質(zhì)量也是控制路基沉降的一個(gè)方面，填料選擇和壓實(shí)質(zhì)量控制不好，將會(huì)加大路基的工后沉降或路基與結(jié)構(gòu)物之間的不均勻沉降。國(guó)內(nèi)有關(guān)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)及高速鐵路的規(guī)范已對(duì)無(wú)砟軌道路基填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格的限定：基床表層采用級(jí)配碎石，基床底層采用A、B組填料或改良土；基床以下的路堤應(yīng)優(yōu)先選用A、B組填料和C組的塊石、碎石、礫石類(lèi)填料，當(dāng)選用C組細(xì)粒土填料時(shí)應(yīng)根據(jù)土源性質(zhì)進(jìn)行改良后填筑。設(shè)計(jì)施工中應(yīng)嚴(yán)格限制填料粒徑，特別是A、B組填料，個(gè)別線(xiàn)在施工過(guò)程中反映填料粒徑過(guò)大(但滿(mǎn)足規(guī)范要求的基床底層不大于10cm，基床以下不大于15cm)，填料難以達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，建議基床底層填料粒徑不大于5cm，

53、基床以下不大于10cm作為控制標(biāo)準(zhǔn)。 沿線(xiàn)土質(zhì)較差地段宜首選遠(yuǎn)運(yùn)粗粒土填筑路基，其次是物理改良和級(jí)配改良應(yīng)慎用少用化學(xué)改良土，化學(xué)改良土從經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 、工期效應(yīng) 、環(huán)保效應(yīng)等方面考慮都不宜大量采用，且填筑質(zhì)量難以保證，化學(xué)改良土的水穩(wěn)定性對(duì)路基本體壓密沉降的影響程度很難預(yù)見(jiàn)。 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)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(xiàn)路穩(wěn)定與平順，保證列車(chē)能高速、安全運(yùn)行的重要條件，而控制和檢測(cè)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(zhuān)線(xiàn)鐵路路基質(zhì)量檢測(cè)參數(shù)主要包括地基系數(shù)，動(dòng)態(tài)模量，空隙率n(或壓實(shí)系數(shù)K)，變形模量四項(xiàng)指標(biāo)。空隙率n是土體中空隙體積與土的三相體積的比值，而

54、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(duì)理論壓實(shí)的比例，均反映土體的松密程度；地基系數(shù)：是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(guó)原有鐵路規(guī)范對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量的強(qiáng)度檢測(cè)指標(biāo)；變形模量是通過(guò)圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行第一次加載和卸載后，再進(jìn)行第二次加載，測(cè)得的應(yīng)力位移曲線(xiàn)上與之間的位移割線(xiàn)斜率確定，用來(lái)分析土體的變形性質(zhì)和承載能力；動(dòng)態(tài)變形模量是指土體在一定大小的豎向沖擊力和沖擊時(shí)間作用下抵抗變形能力的參數(shù)，可直接用于評(píng)判路基的壓實(shí)質(zhì)量。雖然地基系數(shù)值是反映路基土強(qiáng)度及變形關(guān)系的參數(shù)，但試驗(yàn)的荷載沉降曲線(xiàn)是一次加載得出的，其沉降包括了填料

55、的彈性變形和塑性變形。計(jì)算變形模量的荷載-沉降曲線(xiàn)是在逐級(jí)加載后，逐級(jí)卸載，再二次加載得出，可認(rèn)為其沉降(變形)消除了填料的塑性變形，測(cè)試結(jié)果離散性小，更能反映路基土的真實(shí)強(qiáng)度，比地基系數(shù)更科學(xué)、更合理。靜態(tài)變形模量和地基系數(shù)都是采用小于300mm的靜態(tài)平板載荷試驗(yàn)儀，通過(guò)在壓實(shí)填土表面做靜壓試驗(yàn)測(cè)得，二者反映的都是靜態(tài)應(yīng)力作用下土體抵抗變形的能力，而鐵路路基承受的是列車(chē)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)荷載，采用可以有效地反映列車(chē)在高速運(yùn)行條件下產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力對(duì)路基的真實(shí)作用狀況，是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基質(zhì)量檢測(cè)的發(fā)展方向。表2-2是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基填筑質(zhì)量檢測(cè)參數(shù)、：與三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比情況。表2-2 、與三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比項(xiàng)目載荷

56、板直徑300300300預(yù)加載MPa（以前0.035MPa）第二次加載三次沖擊荷載與地面接觸耦合一般好差加載等級(jí)MPa不少于6級(jí)動(dòng)態(tài)施加脈沖寬度18ms項(xiàng)目加載控制當(dāng)1min 的沉降量不大于該級(jí)荷載沉降量的1% 時(shí)加下一級(jí)荷載120s 后加下一級(jí)荷載最大荷載或終止試驗(yàn)加載的標(biāo)準(zhǔn)總沉降量超過(guò) 或荷載強(qiáng)度超過(guò)估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最大接觸壓力，或達(dá)到地基屈服點(diǎn)MPa 或沉降大于5KN計(jì)算公式為 曲線(xiàn)上s=1.25所對(duì)應(yīng)的荷載Ev2=/（+)為最大平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，,為待定系數(shù)=/s,s為實(shí)測(cè)荷載板下沉幅值2.6 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基沉降的控制理念在自重(包括軌道結(jié)構(gòu))和列車(chē)荷載的長(zhǎng)期作用下，鐵路路基避免不了會(huì)

57、產(chǎn)生一定的下沉變形，鐵路路基沉降組成及其相互關(guān)系如圖21所示。從時(shí)間而言，路基沉降可分為路基在填筑過(guò)程中至竣工驗(yàn)收前所產(chǎn)生的沉降，以及路基在鋪軌完成后所產(chǎn)生的沉降即所謂工后下沉。路基施工沉降是在路基施工過(guò)程中產(chǎn)生的沉降，不會(huì)影響實(shí)際的工程實(shí)施，因?yàn)榭傄钪皆O(shè)計(jì)標(biāo)高后，才會(huì)進(jìn)行鋪軌工程的施工；工后沉降是指在鋪軌工程全部結(jié)束后，整個(gè)路基結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的沉降量，即為路基最終沉降量與鋪軌完成時(shí)已有沉降量之差。由于工后沉降是指鋪設(shè)無(wú)砟軌道后出現(xiàn)的，因而不能通過(guò)路基工程本身加以克服的沉降，將會(huì)對(duì)后期的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較大的影響，是路基沉降的重點(diǎn)控制對(duì)象。通常而言，鐵路路基工后沉降一般由三部分組成：(1)路基填土在自

58、重及上部荷載作用下產(chǎn)生的壓密沉降； (2)路基基床在動(dòng)荷載作用下的彈性變形和累積塑性變形； (3)地基在軌道、路堤自重及列車(chē)作用下的殘余沉降。第一部分沉降與路堤填料和壓實(shí)質(zhì)量有密切關(guān)系，國(guó)外高速鐵路的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)資料表明，路堤填土壓實(shí)壓密沉降主要是與路基填筑施工的壓實(shí)密度相關(guān)，該部分沉降一般在路堤竣工后一年左右時(shí)間內(nèi)完成，若施工組織安排合理，并有一定的放置工期，路基本體的壓密沉降可不計(jì)入工后沉降；第二部分沉降與列車(chē)軸重、運(yùn)行密度、軌道結(jié)構(gòu)以及基床表層質(zhì)量有關(guān)，由于高速鐵路對(duì)路基基床結(jié)構(gòu)提出了特殊要求，在列車(chē)動(dòng)荷載作用下一般小于5mm；第三部分是工后沉降的主要組成部分，特別是當(dāng)?shù)鼗鶠檐浫跽承酝習(xí)r，

59、沉降量大，完成時(shí)間長(zhǎng)，如果不采取有效的控制措施，下沉量高達(dá)數(shù)十厘米，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，因此控制路基沉降主要是控制地基的工后沉降【8】。圖2-1 鐵路路基沉降組成及其相互關(guān)系2.7 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道路基沉降的控制要求客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基作為無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對(duì)路基的沉降變形非常敏感，要求沉降控制在非常小的范圍內(nèi)。我國(guó)擬建的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道在汲取國(guó)外沉降控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)、結(jié)構(gòu)允許變形，從路基竣工后扣件可調(diào)整的總沉降量，20m結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的不均勻沉降、路基與橋涵之間差異沉降形成的錯(cuò)臺(tái)，以及軌道結(jié)構(gòu)單元之間形成的折角等多方面對(duì)路基變形都作出了嚴(yán)格規(guī)定，如表2-3、表2-4。 表2-3 工后沉降

60、及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 一般情況允許工后沉降均勻地基長(zhǎng)20m 允許工后沉降不均勻沉降錯(cuò)臺(tái)差異沉降折角305mm表2-4 路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)速度kmh-1軌道結(jié)構(gòu)類(lèi)型一般地段工后沉降量mm過(guò)渡段工后沉降量mm沉降速率(mma)250有砟軌道1005030300350有砟軌道503020250 300 350無(wú)砟軌道工后沉降l5mm；長(zhǎng)度大于20m沉降比較均勻路基，工后沉降量30mm，且RshVsj 。路橋、路隧間差異沉降5 m，折角11000第3章 路基沉降的控制客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)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(chē)的行車(chē)安全，盡量滿(mǎn)足旅客對(duì)舒適度的要求，并減少日常維修工作。3.1