樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基近年來(lái)在高速鐵路路基工程中廣泛應(yīng)用,取得了較好的應(yīng)用效果。在其工作過(guò)程中,土拱效應(yīng)是主要的荷載傳遞機(jī)制,但迄今為止對(duì)于土拱效應(yīng)的形成,演化機(jī)理及工程設(shè)計(jì)等方面的理論研究仍落后于實(shí)際應(yīng)用。本文基于土的非連續(xù)性特點(diǎn),建立土拱形成及演進(jìn)的離散元分析模型,從細(xì)觀角度分析了靜動(dòng)載條件下土拱的形成和變化規(guī)律,進(jìn)而研究了不同路堤高度、樁帽寬度、樁凈間距、土工格柵強(qiáng)度和路堤填料內(nèi)摩擦角等設(shè)計(jì)條件下的樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基土拱形態(tài)和荷載傳遞機(jī)制,獲得了土拱效應(yīng)下的土體沉降規(guī)律。所得結(jié)論和成果如下:（1）根據(jù)室內(nèi)土拱效應(yīng)模型試驗(yàn),建立二維顆粒流分析模型并進(jìn)行了驗(yàn)證,從細(xì)觀角度分析了樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基中顆粒的接觸力鏈、豎向應(yīng)力和豎向位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明:顆粒間的接觸力鏈在樁頂表面呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)力集中,伴隨著樁土差異沉降的出現(xiàn)而向樁間土上部?jī)A斜,逐漸演化為橢圓形拱,拱高約為1.15倍樁凈間距。隨樁土相對(duì)位移的增加,“土拱結(jié)構(gòu)”經(jīng)歷了“產(chǎn)生-發(fā)展-穩(wěn)定”的演化過(guò)程。依據(jù)路堤內(nèi)部土體豎向應(yīng)力的大小和分布,將路堤結(jié)構(gòu)分為穩(wěn)定區(qū)、土拱效應(yīng)區(qū)和恢復(fù)區(qū)三個(gè)區(qū)域。穩(wěn)定區(qū)內(nèi)樁頂和樁間土上方的豎向應(yīng)力隨路堤深度增加線性增長(zhǎng),斜... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Fi各l一1Schematicdi叱朋ofpilenetstnjctu砂1

、該模型將樁帽看作管道，認(rèn)為樁頂土與粧間土之間存在不均勻變形，面的概念。英國(guó)規(guī)范ＢＳ?８００６以Ｍａｒｓｔｏｎ?土拱模型為基礎(chǔ)來(lái)確定粧分配比，最大土拱高度為１．４?（ｓ－ａ），如圖１－２所示［ｎ］。該模型中樁頂平面平均應(yīng)力之比是通過(guò)埋置剛性結(jié)構(gòu)物中荷載重分布的經(jīng)驗(yàn)系式為：??，—樁頂豎向應(yīng)力；??ａ＇ｖ?路堤基礎(chǔ)所承受的平均豎向應(yīng)力，＝ｙ／／?＋?ｗｓ；??Ｙ?—路堤的重度；??Ｈ——路堤高度；??ｗｓ——路堤所受外部荷載；??ａ——粧間距；??Ｃｃ——土拱系數(shù)。端承粧Ｃｅ?＝?１．９５Ｈ／ａ?－?０．１８，摩擦粧Ｃｅ?＝?１．５Ｗ／路堤??

件的模型計(jì)算是以力一位移關(guān)系與牛頓第二定律為顆粒運(yùn)動(dòng)與引起運(yùn)動(dòng)的力之間的基本關(guān)系，而力一相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的接觸力。在循環(huán)計(jì)算過(guò)程中，根據(jù)力結(jié)合時(shí)步迭代方法運(yùn)算，通過(guò)不斷更新顆粒與墻體的接觸或顆粒單元體與墻體間的接觸自動(dòng)形成與破壞，該循環(huán)過(guò)程可簡(jiǎn)述為：??時(shí)間步長(zhǎng)，ＤＥＭ數(shù)值模型的計(jì)算需要有效的有限時(shí)穩(wěn)定性；??頓第二定律，使用當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)和前一周期中計(jì)算的更新每個(gè)實(shí)體的位置和速度；??前時(shí)間，將當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)添加到先前的模型時(shí)間來(lái)提觸檢測(cè)，根據(jù)當(dāng)前顆粒位置建立或刪除接觸；??一位移定律，根據(jù)顆粒的當(dāng)前狀態(tài)，更新每個(gè)接觸處

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速鐵路低路基樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)土工格柵動(dòng)力特性[J]. 魏平,魏靜,楊松林,陳建峰,張棟.  交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]靜動(dòng)荷載下樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基土拱效應(yīng)細(xì)觀分析[J]. 魏平,魏靜,楊松林,張棟,陶盛.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]沙壤土直剪試驗(yàn)的離散元數(shù)值模擬[J]. 蔣垚,李艷潔,徐泳.  土工基礎(chǔ). 2017(02)
[4]土工格柵加筋砂土三軸試驗(yàn)離散元細(xì)觀分析[J]. 王家全,張亮亮,陳亞菁,施春虎.  水利學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]砂土直剪試驗(yàn)離散元數(shù)值模擬與細(xì)觀變形機(jī)理研究[J]. 李爽,劉洋,吳可嘉.  長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2017(04)
[6]高速鐵路樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)加筋墊層變形影響因素研究[J]. 李泰灃,葉陽(yáng)升,張千里,蔡德鉤,陳鋒.  鐵道建筑. 2017(01)
[7]大振次列車動(dòng)荷載作用下樁網(wǎng)加筋路堤土拱效應(yīng)模型試驗(yàn)研究[J]. 陳仁朋,汪焱衛(wèi),陳金苗,邊學(xué)成.  鐵道學(xué)報(bào). 2015(09)
[8]樁承式加筋路堤土拱效應(yīng)的縮尺模型試驗(yàn)研究[J]. 徐超,宋世彤.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S2)
[9]帶加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)土工格柵加筋路堤動(dòng)力響應(yīng)的顆粒流分析[J]. 邱成春,張孟喜,王一鳴.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[10]樁承式路堤土拱形成及荷載傳遞機(jī)制離散元分析[J]. 賴漢江,鄭俊杰,章榮軍,張軍,崔明娟.  巖土力學(xué). 2015(S1)

博士論文
[1]高速鐵路軟土路基樁網(wǎng)復(fù)合地基體系沉降分析及對(duì)策研究[D]. 李泰灃.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2017
[2]樁承式加筋路堤土拱形成—演化機(jī)理及承載特性宏細(xì)觀分析[D]. 賴漢江.華中科技大學(xué) 2016
[3]鐵路CFG樁復(fù)合地基沉降控制機(jī)理與計(jì)算方法研究[D]. 劉俊飛.西南交通大學(xué) 2011
[4]加筋網(wǎng)墊在樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基中的計(jì)算方法研究[D]. 蔡德鉤.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2011

碩士論文
[1]板式無(wú)砟軌道路基及CFG樁網(wǎng)復(fù)合地基動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 倪凱.華東交通大學(xué) 2017
[2]高速鐵路樁承式加筋路堤靜動(dòng)荷載傳遞特性研究[D]. 石志強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路基結(jié)構(gòu)材料參數(shù)影響特性分析與研究[D]. 朱浩旻.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]基于土拱效應(yīng)的樁承式路堤承載特性及其變形計(jì)算方法研究[D]. 吳家繼.湖南大學(xué) 2015
[5]路堤下樁—網(wǎng)復(fù)合地基作用機(jī)理及變形特性研究[D]. 王富江.西南交通大學(xué) 2013
[6]砂土在循環(huán)荷載作用下離散元數(shù)值模擬參數(shù)分析及影響因素研究[D]. 吳力平.浙江工業(yè)大學(xué) 2011
[7]松砂在循環(huán)荷載作用下力學(xué)特性的試驗(yàn)研究及離散元模擬[D]. 朱小可.浙江工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3290424