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图书分类

Book classification
  1. 本研究以软土地基工程勘察及实验数据为依据,针对软土路基处理措施,比较系统地分析了软土地基沉降控制方法,并预测铁路施工过程中路基的变形,从而对途经深度和分布上差异性很大的软土及松软土的铁路路基变形控制技术方法提出合理建议,为类似软土路基沉降变形控制提供技术方法参考。以沪通铁路Ⅳ软土路基工程为背景,分析其软土路基沉降控制的技术方法,主要研究内容体现在三个方面:1.软土沉降变形特征分析;2.软土地基沉降...查看更多
  2. 前  言
    我国的诸多经济发达地区均在沿海和长江流域附近,途经大量软土区域,随着这些地市的基础设施建设的快速发展,软土路基工程问题层出不穷。若置之不理或处理措施不当,软土路基极易产生承载力不足、失稳、沉降量过大或者不均匀沉降等问题,对工程建设造成极大危害。
    交通运输设施建设可大大促进地区经济发展。根据2008年调整的中长期铁路网规划,在大量软土覆盖的经济发达地区,铁路建设正在快速进行。由于软土地质条件差、工程性质特殊,各种软土路基问题接踵而至。例如软土沉降问题和承载力及稳定性问题。
    软土沉降主要包括沉降量过大及不均匀沉降两类问题。由于软土的高含水率、强压缩性等特点,使得填筑过程中路基的沉降量过大,且沉降至稳定历经时间较长;由于软土层厚薄分布不均、偏心荷载作用、软土路基未予加固或处理措施不当等原因,软土路基极易产生不均匀沉降。软土路基的沉降问题会显著影响轨道结构的受力变形,甚至可能导致轨道脱空,严重影响行车安全。
    软土路基的抗剪强度低、承载力不足,在路基填土过高或者填土速率过快的情况下,边坡外侧土体向外隆起,导致路堤发生侧向整体滑动而失稳;“硬壳层”遭到扰动破坏,导致路堤失稳;轨道结构自重过大,在列车循环荷载作用下,易造成路基开裂破坏。软土路基的失稳破坏直接影响铁路寿命,造成巨大损失,甚至可能酿成重大事故。
    工程建设中,由于软土路基压缩性高,渗透性低,固结变形持续时间长,所以其沉降规律研究就成为工程设计中的主要问题。软土是一种特殊土,在荷载作用下的变形具有明显的时效特性,这可归咎于软土在各种赋存环境中所具有的固结特性和蠕变特性。由于软土变形的时效特性可能会使修建在软土地基上的铁路路基产生不可忽视的工后沉降,并由此带来安全和稳定性方面的问题。目前,国内对不同类型的软土特性及其工程措施已有研究,但对在深度和分布上差异性很大的软土及松软土还少有深入的研究,而沪通铁路为规划中连接上海市与江苏省南通市的国家铁路Ⅰ级干线,连接了苏中、苏北地区与上海、苏南地区,运营对象为客货为主、兼顾客运,速度目标值200km/h。沿线工程软土路基及松软土路基长约27.199km,配套工程增(新)建线路软土路基长6.36km。并且沿线软土层厚薄不均,一般为6~18m。因此,对沪通铁路软土路基沉降变形控制技术研究具有十分重要的意义。
    本书正是基于以上认识而编写的。以软土地基工程勘察及实验数据为依据,针对软土路基处理措施,比较分析软土地基沉降控制方法,并预测铁路施工过程中路基的沉降变形,从而对途经深度和分布上差异性很大的软土及松软土的铁路路基变形控制技术方法提出合理建议,为类似软土路基沉降变形控制提供技术方法参考。
    本书在编写过程中,参阅了国内外专家、学者关于软土路基处理的大量著作和论述,在此表示衷心感谢!
    对于软土路基沉降变形这样一个庞大的主题,笔者深感无法面面俱到。限于个人水平,书中难免有许多疏漏及不妥之处,恳请专家和广大读者批评指正。


    编 者
    2018年2月
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  1. 1.1  研究背景及意义
    1.1.1  研究背景
    软土是软弱黏性土的简称,是第四纪地质时代后期形成的海相、泻湖相、三角洲相、溺谷相和湖泊相的黏性土沉积物或河流冲积物,有的属于新近淤积物。软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积、以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物,呈软塑到流塑状态。其外观以灰色为主的细土粒,如淤泥和淤泥质土、泥炭土、沼泽土以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中,淤泥和淤泥质土是软土的主要类型,普遍具有含水量高、压缩性大、强度低、渗透性差、灵敏度高以及流变性显著等特点。
    软土地基有极大的危害性,如果不处理或者处理不当,就会造成地基失稳,使得构造物沉降过大或产生不均匀沉降。而深厚层软土更是软土中的一种极端情况,加拿大、美国北部(芝加哥和波士顿)、北欧诸国(除丹麦外)、墨西哥城、新加坡、泰国曼谷、英国伦敦、世界主要河流(如尼罗河、密西西比河、荷兰鹿特丹附近的莱茵河、德国汉堡附近的易北河、伊拉克的幼发拉底河和底格里斯河、加尔各答的恒河)的三角洲都沉积有深厚的软土(Brand,1991)。我国软土分布也十分广泛,在滨河平原、河口三角洲、湖盆地周围、山间谷地均有分布,沿海地带,根据地理位置,从北至南软土地区主要有渤海湾、津塘地区(如秦皇岛、天津和塘沽)、连云港、长江三角洲地区(如南京、上海、杭州、宁波)、温州、福州、厦门、珠江三角洲区域(如广州、深圳和湛江)等城市,内地则有武汉和昆明等城市。我国深厚软土主要分布在东南沿海地区,厚度最大可达20m左右,在该类地基上修筑岩土工程体,对于承载能力、长期荷载稳定性、不均匀及工后沉降等因素的考虑将是一个更大的挑战。在荷载作用下,软黏土本身的地基承载力低,且地基沉降变形量大,不均匀沉降变形量也越大,而且沉降稳定的历时普遍比较长。在比较厚的软黏土层上,结构物基础的沉降往往需要几年甚至几十年。软黏土地基是在工程建设中遇到最多的需要处理的软弱地基,它们广泛分布在我国沿海以及内地河流两岸和湖泊地区。例如,天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、珠海等沿海地区,以及武汉、南京、马鞍山和昆明等内陆地区。
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  1. 目  录
    第1章  绪  论 1
    1.1  研究背景及意义 1
    1.2  国内外研究现状 3
    1.3  软土路基沉降变形控制技术 16
    1.4  课题主要研究内容及技术路线 31
    1.5  课题研究方法 32
    1.6  课题研究目标、成果形式及主要技术指标 33
    第2章  工程概况及调研过程 35
    2.1  工程概况 35
    2.2  调研过程 42
    2.3  本章小结 56
    第3章  沪通铁路软土的工程特性试验研究 57
    3.1  概  述 57
    3.2  各标段的软土地基处理施工工艺 57
    3.3  沪通铁路地区软土的基本物理特性试验研究 59
    3.4  沪通铁路软土变形与强度特性研究 64
    3.5  软土路基在工程中存在的问题 73
    3.6  本章小结 74
    第4章  沪通铁路软土路基沉降变形分析研究 75
    4.1  一般土体沉降机理 75
    4.2  软土路基的固结沉降机理 76
    4.3  基于ABAQUS的软土路基固结沉降分析 81
    4.4  基于ANSYS的软土路基路堤分层填筑的沉降分析 88
    4.5  本章小结 94
    第5章  沪通铁路软土路基沉降控制技术方法研究 95
    5.1  软土地基处理技术方法概述 95
    5.2  沪通铁路软土路基处理的实际应用 97
    5.3  基于ABAQUS软土地基加固措施有限元分析研究 125
    5.4  土压力盒在沪通铁路路基试验段中的应用 153
    5.5  本章小结 175
    第6章  沪通铁路软土路基沉降监测研究 177
    6.1  软土路基沉降变形观测 178
    6.2  工程概况 185
    6.3  软土路基人工沉降监测实施 187
    6.4  软土路基自动沉降监测方案设计及实施 190
    6.5  沉降数据结果分析 196
    6.6  本章小结 202
    第7章  沪通铁路软土路基沉降预测研究 203
    7.1  路基沉降预测方法概述 203
    7.2  基于灰色理论软土路基沉降预测分析 206
    7.3  本章小结 219
    第8章  结  论 220
    参考文献 222
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  2. 杨建中,沪宁城际铁路股份有限公司,总经理,提高待遇高级工程师, 一直从事铁道工程方向及城际铁路的施工建设,负责沪宁城际铁路工程筹备、建设、运营管理工作,南京站北站房建设管理

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