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桩板结构桩-板-土相互作用模型试验研究

岩土力学 2013年第S2期34卷 81-87页

作者：肖宏冯雁龚小平北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为了明确桩板结构桩-板-土体相互作用机制,基于推导的相似理论,制作了桩板结构在2种跨度、有无板下土体支承等不同条件下的竖向分级加载试验和水平加载试验,系统研究了桩板结构桩-板-土相互作用力学特性。初步得出以下结论:(1)板-土相... 详细信息

为了明确桩板结构桩-板-土体相互作用机制,基于推导的相似理论,制作了桩板结构在2种跨度、有无板下土体支承等不同条件下的竖向分级加载试验和水平加载试验,系统研究了桩板结构桩-板-土相互作用力学特性。初步得出以下结论:(1)板-土相互作用对桩板结构的受力影响明显。当不考虑板下土体支承作用时,板的位移、应力、桩的受力、板-土接触压力等都会明显增大,且跨度越大,影响越明显。表明目前在工程设计时不考虑板下土体的支承作用进行设计,偏于保守。因此,建议桩板结构在设计时应考虑板下路基土体的支承作用。(2)在横向荷载作用下,桩-土相互作用明显,其主要作用区域在桩的上部1/2范围内。同时试验表明,板的跨度对桩-土相互作用影响较小,但对板的横向位移影响较大,且桩板结构的跨度越大,在横向力作用下,板的弯拉应力也越大。因此,建议在进行桩板结构跨度设计时,应检算横向荷载作用下板的拉应力指标。

关键词：桩板结构桩-板-土相互作用模型试验竖向分级加载水平加载

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桩板结构处理高铁采空区路基变形监测研究

铁道工程学报 2019年第2期36卷 33-37,87页

作者：李传宝中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固处理技术,其用于高速铁路采空区上方无砟轨道路基尚缺乏成熟工程经验。本文以合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构路基为研究对象,通过现场变形测试试验获取沉降变形数据,研究... 详细信息

研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固处理技术,其用于高速铁路采空区上方无砟轨道路基尚缺乏成熟工程经验。本文以合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构路基为研究对象,通过现场变形测试试验获取沉降变形数据,研究采空区路基和桩板结构的变形特点与规律。通过本研究,拟探求桩板结构处理采空区路基变形特点与规律,确保工程安全。研究结论:(1)合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构无砟轨道路基沉降变形控制效果显著,预测工后沉降量仅0. 31 mm,小于5 mm的容许工后沉降量,满足规范要求;(2)采空巷道顶板的变形很小,在1 mm以内;(3)桩板结构加固高速铁路采空巷道上方路基效果很好,可在类似工程中推广。

关键词：高速铁路采空区无砟轨道路基桩板结构沉降

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桩板结构路桥过渡段的动力学仿真分析研究

铁道工程学报 2021年第12期38卷 40-44,49页

作者：秦旗中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:在西宝高铁项目路基设计过程中多处采用了埋入式桩板结构,为了判定其与桥梁连接处的过渡段的实际工程表现,对这些过渡段进行动力学仿真模拟计算,并将计算结果与一般传统过渡段进行对比分析。希望这种过渡段设计和仿真计算的方... 详细信息

研究目的:在西宝高铁项目路基设计过程中多处采用了埋入式桩板结构,为了判定其与桥梁连接处的过渡段的实际工程表现,对这些过渡段进行动力学仿真模拟计算,并将计算结果与一般传统过渡段进行对比分析。希望这种过渡段设计和仿真计算的方法能为今后的高铁路桥过渡段设计工作提供借鉴和参考。研究结论:(1)桩板结构过渡段的车体竖向振动加速度、轮轨竖向力、车轮减载率、基床竖向位移和基床表面应力在动力响应过程中均处于较低水平的平稳变化,没有出现过大的突变,具有更好的稳定性;(2)桩板结构过渡段无论是对列车行驶的安全性、乘客感受的舒适性,还是对路基本体结构的作用等方面都有显著的积极效果;(3)动力学特性仿真计算这种方法对于桩板结构过渡段在设计前期的性能评判有很高的可靠性,可为高速铁路路基过渡段设计方案的选择提供借鉴和参考。

关键词：桩板结构耦合动力学有限元仿真过渡段高速铁路

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膨胀土边坡的水平膨胀力及桩板结构内力分析

中南大学学报（自然科学版） 2022年第1期53卷 140-149页

作者：林宇亮张震罗桂军肖洪波杨果林鲁立段君义中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075 中建五局土木工程有限公司湖南长沙410004

通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法。开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力... 详细信息

通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法。开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力的“反K形”分布模式。根据桩板结构特点,基于水平膨胀力的“反K形”分布、梯形分布模式推导桩板结构的桩体剪力和弯矩计算公式,并将桩体弯矩计算结果与现场试验结果进行对比。研究结果表明:基于水平膨胀力“反K形”分布得到的桩身内力具有较高的可靠性,验证了桩板结构水平膨胀力“反K形”分布的合理性和有效性。研究成果可为膨胀土边坡桩板结构的工程设计提供借鉴和参考。

关键词：桩板结构水平膨胀力应力分布

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有轨电车桩板结构路基与道路路基横向差异沉降离心试验研究

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岩石力学与工程学报 2020年第5期39卷 1049-1060页

作者：陕耀陆义周顺华王炳龙同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 南昌市城市规划设计研究总院江西南昌330038

一种新型桩板结构路基首次在上海松江有轨电车工程应用,沿市政道路铺设且与道路基础存在较大结构差异,运营期易产生差异沉降。为研究有轨电车桩板结构路基与道路路基横向差异沉降规律,将有轨电车轨道与道路作为整体研究对象,通过离心模... 详细信息

一种新型桩板结构路基首次在上海松江有轨电车工程应用,沿市政道路铺设且与道路基础存在较大结构差异,运营期易产生差异沉降。为研究有轨电车桩板结构路基与道路路基横向差异沉降规律,将有轨电车轨道与道路作为整体研究对象,通过离心模型试验分析路基土应力历史、轨道与道路位置关系以及荷载分布形式对路基横向差异沉降影响规律。试验结果表明:土体应力历史对差异沉降有显著影响;有轨电车桩板结构路基与道路路基沉降均在运营初期发展迅速,运营6个月后沉降速率放缓;地基土的沉降随深度的增加而逐渐减小,桩端下卧层的压缩厚度约为4m;单侧汽车荷载对有轨电车桩板结构偏载作用明显,有轨电车轨道与道路过渡区最大差异沉降率达4.37‰,有轨电车系统横向最大差异沉降率达2.42‰,需要进行必要的过渡处理。

关键词：土力学有轨电车轨道桩板结构离心试验横向差异沉降过渡段

无碴轨道桩板结构路基在地震荷载下的动力响应分析

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中国铁道科学 2006年第6期27卷 22-26页

作者：詹永祥蒋关鲁魏永幸西南交通大学道路与铁道工程系四川成都610031 铁道第二勘察设计院四川成都610031

结合遂渝线无碴轨道桩板结构路基,采用天津(1976年)地震波,基于弹塑性本构关系,建立桩、板和土体的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS,对桩板结构路基在地震荷载下的动位移、加速度及竖向应力的动力响应进行数值模拟。分析计算结果可知... 详细信息

结合遂渝线无碴轨道桩板结构路基,采用天津(1976年)地震波,基于弹塑性本构关系,建立桩、板和土体的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS,对桩板结构路基在地震荷载下的动位移、加速度及竖向应力的动力响应进行数值模拟。分析计算结果可知,在地震荷载下桩板结构路基不同位置处的动位移、加速度响应基本一致,滞后现象不明显;桩底持力层的动位移、加速度幅值略小于其他位置。相对于输入的地震加速度,桩板结构路基响应的加速度幅值被放大,而对应的时刻都滞后于输入的加速度最大值的时刻。在桩截面处的承载板受力不利,所以在桩截面处的板截面需加固处理以满足抗震设计要求。桩的存在对周围土体的动力响应有一定的影响,但总体来说,影响程度很有限。

关键词：路基桩板结构地震荷载动力相应无碴轨道

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深埋式桩板结构桥隧过渡段动力特性研究

铁道学报 2021年第1期43卷 141-148页

作者：魏丽敏李双龙何群何重阳中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

结合上海—昆明高速铁路某深埋式桩板结构桥隧过渡段动力响应现场试验,建立车辆-轨道-路基耦合振动数值模型,研究深埋式桩板结构路基动力特性,评价其用作桥隧过渡段的过渡性能。研究结果表明:6种测试车型引起过渡区测点振动加速度最大值... 详细信息

结合上海—昆明高速铁路某深埋式桩板结构桥隧过渡段动力响应现场试验,建立车辆-轨道-路基耦合振动数值模型,研究深埋式桩板结构路基动力特性,评价其用作桥隧过渡段的过渡性能。研究结果表明:6种测试车型引起过渡区测点振动加速度最大值为3.77 m/s2,测点最大振动加速度随车速增大而增大,最大振动位移与车速没有明显相关性;隧道与桥台测试断面的功率谱密度平均值比过渡段路基的更大,过渡段路基动力响应振动水平比桥台与隧道的更弱;过渡区最大钢轨挠度变化率约为0.149 mm/m,小于控制值0.300 mm/m,表明过渡区轨道结构动力性能良好;行车荷载作用下,桩长越长,桩顶动位移越小,桩板结构的变桩长设计有利于过渡区刚度的平顺过渡。

关键词：桥隧过渡段桩板结构动力响应现场试验车辆-轨道-路基耦合模型

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地铁盾构施工对上跨桩板结构的扰动机制研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第7期49卷 24-30页

作者：曹洋林育睿张二望吴学震福州大学土木工程学院福建福州350108

针对浅埋施工条件下盾构下穿桩板结构的开挖扰动问题展开研究.依托滨海软弱土层地铁盾构隧道开挖工程,结合现场原位测试和数值动态仿真,分别针对开挖顶进和盾尾注浆两个扰动阶段,分析近场和远场结构部件的受力变形规律,阐明扰动机制.结... 详细信息

针对浅埋施工条件下盾构下穿桩板结构的开挖扰动问题展开研究.依托滨海软弱土层地铁盾构隧道开挖工程,结合现场原位测试和数值动态仿真,分别针对开挖顶进和盾尾注浆两个扰动阶段,分析近场和远场结构部件的受力变形规律,阐明扰动机制.结果表明:盾构开挖顶进阶段,顶推力对周围土体的放射挤压引起桩身横向弯曲及顶板抬升,刀盘驶过目标桩1.00D(D为开挖洞径)时,近场桩身变形达到最大;盾尾注浆阶段,在注浆层硬化前,顶板及近场桩身随土体出现回弹变形,并于刀盘驶过目标断面约3.00D后趋于稳定,此时顶板出现沉降槽;距离开挖空间1.00D的远场桩身先后受到顶推力的外扩挤压,以及隧道上部地层回弹沉降的横向推动作用,弯曲变形逐步增大,未表现出回弹变形.

关键词：盾构开挖桩板结构软弱土层原位测试数值仿真

新型桩板结构对高速铁路软基沉降控制作用离心试验

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岩土力学 2010年第8期31卷 2565-2569,2574页

作者：荆志东郭永春邱恩喜郑立宁西南交通大学土木工程学院成都610031 铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300142 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

在CFG、PHC等刚性桩桩顶加设50 cm厚筏型钢筋混凝土形成板桩板结构控制深厚软土路基沉降,是高速铁路建设中提出的新型地基处理形式,以满足高标准铁路路基变形要求。通过对群桩处理的深厚软土路基在有无钢筋混凝土板时路基沉降的离心模拟... 详细信息

在CFG、PHC等刚性桩桩顶加设50 cm厚筏型钢筋混凝土形成板桩板结构控制深厚软土路基沉降,是高速铁路建设中提出的新型地基处理形式,以满足高标准铁路路基变形要求。通过对群桩处理的深厚软土路基在有无钢筋混凝土板时路基沉降的离心模拟,重点研究了钢筋混凝土板对路基沉降的控制作用以及桩、板与土体之间的相对变形。试验结果表明,在群桩处理地基上部铺设一定厚度的钢筋混凝土板,可以使路基整体沉降减小12%,并使路基整体沉降更加均匀;桩端平面上部1/3桩长范围内土体由软塑状态转变为硬塑状态,密度和含水率变化显著;加载作用对路基变形影响深度大于40 m。

关键词：高速铁路桩板结构离心试验软土路基沉降