高速铁路CFG桩桩板复合地基工后沉降数值模拟.pdfVIP

第2 9 卷 , 第3 期 　　　　 　　　　　中 国 铁 道 科 学 Vol29 No3 　 2 0 0 8 年 5 月 　　　　　　　　 　C H IN A RA IL WA Y SCIEN CE May , 2008 　 文章编号 : 100 14632 (2008) 03000 106 高速铁路 CF G 桩桩板复合地基工后沉降数值模拟 丁 　铭 　绩 (北京交通大学 土木与建筑工程学院 , 北京 　100044) 　　摘 　要 : 基于典型段体积元 , 建立三维有限元模型 , 通过数值模拟计算分析高速铁路 CF G 桩桩板复合地基 ( ) 工后沉降 简称 “工后沉降” 及其影响参数 。结果表明: 桩底部处有明显的下刺入现象 , 桩顶由于褥垫层较薄 且其模量较大而使刺入不明显 ; 桩长的增加可以有效减小工后沉降 , 它是决定工后沉降大小的主要参数之一 ; 当桩体模量达到 10 GPa 时 , 若再继续增大 , 对工后沉降的影响不大 ; 在 3 ～6 倍桩径范围内, 桩体间距宜取较 大值作为设计桩体间距 , 在此设计间距范围内工后沉降变化不大 , 且方便施工 , 节约造价 ; 一定厚度 (02 ～ 04 m) 和模量 ( 120～200 M Pa) 的褥垫层可以有效调节桩体的刺入现象 , 减小工后沉降的发生 ; 钢筋混凝土板 模量对工后沉降的影响与桩体模量相同 , 其厚度不宜小于 04 m ; 路堤高度不是决定工后沉降的主要参数 。 　　关键词 : 高速铁路 ; CF G 桩桩板复合地基 ; 工后沉降; 地基沉降; 数值模拟 　　中图分类号 : U2 13 152 　　文献标识码 : A ( ( ) 　　CF G 桩桩板复合地基 以下简称 “复合地 工后沉降 以下简称 “工后沉降” 影响因素进行 ) 基” 已经广泛应用于工业 、民用建筑等刚性基础 系统分析 。 的地基处理设计中 , 并且形成了行业规范[ 1 ,2 ] , 而 在铁路方面的应用是近期才开始的。高速铁路所采 1 　计算模型 用的 CF G 桩桩板复合地基与其他工业与民用建筑 行业相比主要存在以下差异 : ①其他建筑物为刚性 1 1 　几何模型和基本假定 基础 , 通过垫层传递到桩和桩间土上的荷载比较明 传统的关于复合地基的沉降计算 , 往往将地基 确 ; 而高速铁路路基为柔性基础 , 荷载与桩及桩间 按照二维平面应变问题[46 ] 进行计算分析 , 将桩体 土的相互作用关系不确定性因素较多 , 还没有形成 简化为沿线路中心线方向的连续墙 , 或者将复合地 公认的计算理论和设计方法 ; ②其他建筑荷载为静 基当作均质地基来考虑 , 显然是不合适的。为了准 荷载 , 工后阶段桩间土应力比基本能够维持建筑完 确计算和模拟复合地基的沉降 , 本文将复合地基按 工后的平衡状态 ; 而高速铁路地基承受动荷载 , 桩 照三维空间应变问题进行计算分析 , 采用典型区段 土应力关系在工后阶段变化的可能性比较大 , 桩的 体积元[ 79 ] 描述复合地基沉降性状 , 单元模型为 8 上刺和下穿会破坏路基的完整性