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毕业设计（论文）京津高速铁路软土路基工后沉降的控制,京津高速铁路软土路基工后沉降的控制硕士论文摘 要近几年来，软土地基的沉降控制技术历来是岩土工程最重要的研究课题。随着桩板基础广泛应用于高速铁路软土地基的处理中，桩板之间新的构造形式在工程实践中取得了进一步发展。桩板新的构造形式主要特点是调整桩、土分担荷载，充分发挥路堤土的承担能力，试图使地基土先承担荷载。同时加快桩间土...
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内容介绍
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京津高速铁路软土路基工后沉降的控制
硕士论文
摘 要
近几年来，软土地基的沉降控制技术历来是岩土工程最重要的研究课题。随着桩板基础广泛应用于高速铁路软土地基的处理中，桩板之间新的构造形式在工程实践中取得了进一步发展。桩板新的构造形式主要特点是调整桩、土分担荷载，充分发挥路堤土的承担能力，试图使地基土先承担荷载。同时加快桩间土的固结进程，使桩和土的相对位移加大，提高了桩间土的受力水平，这样可以使桩的数目得以减少。总之，这些新的构造形式既能满足承载力和功能要求，又具有很大经济效益，在实际工程中有广阔的应用前景。
目前，由于人们对于这些新的构造形式在外荷载作用下桩土相互作用的机理还没有形成一套成熟的广泛使用的理论体系，因此在设计、施工中大都是依据已有的工程实践经验。由于各地的地质环境的差异，少数地区的工程实践经验并不能应用到大多数地区的工程实践中。因此，对于这些新的构造形式的桩土之间相互作用的机理的研究是目前科研工作者的首要任务。
同时考虑土的固结的作用，验证采用堆载预压法对控制京津高速铁路软土地基沉降的可行性。
本文利用通用有限元软件ABAQUS进行模拟，研究竖向外荷载作用下桩、土、板之间的相互作用。首先针对现场实际情况进行了有限元模拟，通过相同桩距、桩长、桩数的条件下，对两种构造形式的桩板结构分析比较了在相同荷载作用下桩、土、板相互作用的性状。此外，本文还依据有限元的计算结果对工程的设计、施工提出了相关的建议。
关键词： 桩板结构 相互作用 软土地基 竖向荷载
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 路基工后沉降的定义和组成 3
1.3 地基沉降与固结理论研究的发展和现状 5
1.4 铁路路基沉降控制研究发展和现状 6
1.5 本文的研究内容及方法 7
2 非线性有限元理论分析和ABAQUS软件简介 8
2.1 有限元的基本思想 8
2.2 有限元法在岩土中的应用 8
2.3 土的本构关系 9
2.3.1 基本弹塑性模型理论 10
2.4 Dtrucker-Prager模型基本理论 16
2.4.1 D-P 屈服模型弹塑性矩阵[Dep] 的推导 17
2.4.2 弹塑性问题的增量方*** 19
2.4.3 弹塑性状态的确定 19
2.5 ABAQUS有限元分析软件介绍 20
2.5.1 综述 20
2.5.2 ABAQUS模拟计算的基本步骤 20
3 京津高速铁路城际轨道交通工***概况 22
3.1 京津城际轨道交通工***概况 22
3.2 工***地质和水文地质条件 22
3.3 设计概况 23
4 有限元软件对无碴轨道软土路基的仿真分析 26
4.1 路基模型的建立 26
4.2 板-桩-土不同构造形式下的相互作用研究 27
4.2.1 常规桩基础和桩板结构桩基的概述 27
4.3 ABAQUS模型的建立 28
4.3.1 桩板结构模型概况 28
4.3.2 常规桩基的模型概况 31
4.3.3 有限元计算结果及分析 32
5 堆载预压法控制京津高速铁路工后沉降的可行性分析 42
5.1 堆载预压法原理 42
5.2 堆载预压法控制高速铁路路基工后沉降 43
5.2.1 堆载预压法在京津高速铁路中的应用 43
5.2.2 堆载预压法的数值模拟 43
6 结论与建议 50
6.1 主要结论 50
6.2 建议 51
致谢 52
攻读硕士学位期间公开发表的学术论文 53
参考文献
硕士论文
摘 要
近几年来，软土地基的沉降控制技术历来是岩土工程最重要的研究课题。随着桩板基础广泛应用于高速铁路软土地基的处理中，桩板之间新的构造形式在工程实践中取得了进一步发展。桩板新的构造形式主要特点是调整桩、土分担荷载，充分发挥路堤土的承担能力，试图使地基土先承担荷载。同时加快桩间土的固结进程，使桩和土的相对位移加大，提高了桩间土的受力水平，这样可以使桩的数目得以减少。总之，这些新的构造形式既能满足承载力和功能要求，又具有很大经济效益，在实际工程中有广阔的应用前景。
目前，由于人们对于这些新的构造形式在外荷载作用下桩土相互作用的机理还没有形成一套成熟的广泛使用的理论体系，因此在设计、施工中大都是依据已有的工程实践经验。由于各地的地质环境的差异，少数地区的工程实践经验并不能应用到大多数地区的工程实践中。因此，对于这些新的构造形式的桩土之间相互作用的机理的研究是目前科研工作者的首要任务。
同时考虑土的固结的作用，验证采用堆载预压法对控制京津高速铁路软土地基沉降的可行性。
本文利用通用有限元软件ABAQUS进行模拟，研究竖向外荷载作用下桩、土、板之间的相互作用。首先针对现场实际情况进行了有限元模拟，通过相同桩距、桩长、桩数的条件下，对两种构造形式的桩板结构分析比较了在相同荷载作用下桩、土、板相互作用的性状。此外，本文还依据有限元的计算结果对工程的设计、施工提出了相关的建议。
关键词： 桩板结构 相互作用 软土地基 竖向荷载
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 路基工后沉降的定义和组成 3
1.3 地基沉降与固结理论研究的发展和现状 5
1.4 铁路路基沉降控制研究发展和现状 6
1.5 本文的研究内容及方法 7
2 非线性有限元理论分析和ABAQUS软件简介 8
2.1 有限元的基本思想 8
2.2 有限元法在岩土中的应用 8
2.3 土的本构关系 9
2.3.1 基本弹塑性模型理论 10
2.4 Dtrucker-Prager模型基本理论 16
2.4.1 D-P 屈服模型弹塑性矩阵[Dep] 的推导 17
2.4.2 弹塑性问题的增量方*** 19
2.4.3 弹塑性状态的确定 19
2.5 ABAQUS有限元分析软件介绍 20
2.5.1 综述 20
2.5.2 ABAQUS模拟计算的基本步骤 20
3 京津高速铁路城际轨道交通工***概况 22
3.1 京津城际轨道交通工***概况 22
3.2 工***地质和水文地质条件 22
3.3 设计概况 23
4 有限元软件对无碴轨道软土路基的仿真分析 26
4.1 路基模型的建立 26
4.2 板-桩-土不同构造形式下的相互作用研究 27
4.2.1 常规桩基础和桩板结构桩基的概述 27
4.3 ABAQUS模型的建立 28
4.3.1 桩板结构模型概况 28
4.3.2 常规桩基的模型概况 31
4.3.3 有限元计算结果及分析 32
5 堆载预压法控制京津高速铁路工后沉降的可行性分析 42
5.1 堆载预压法原理 42
5.2 堆载预压法控制高速铁路路基工后沉降 43
5.2.1 堆载预压法在京津高速铁路中的应用 43
5.2.2 堆载预压法的数值模拟 43
6 结论与建议 50
6.1 主要结论 50
6.2 建议 51
致谢 52
攻读硕士学位期间公开发表的学术论文 53
参考文献
