考虑侧向变形的客运专线路基沉降特性研究
2012-01-23曹文昭董佳竹
土木工程与管理学报 2012年3期
关键词:变形
杨 武,曹文昭,董佳竹
(1. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司, 湖北 武汉 430052;2. 华中科技大学 土木工程与力学学院, 湖北 武汉 430074)
新建客运专线工程对路基工后沉降提出了极为严格的要求:路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15 mm,沉降比较均匀、长度大于20 m的路基,允许的最大工后沉降量为30 mm[1]。
目前路基沉降计算通常采用规范所规定的一维沉降计算方法,几乎所有土建行业相关规范都将分层总和法列入法定算法。路堤荷载作用下,路基土体处于平面应变状态,土体变形是在二维应力条件下产生的,路基沉降属于平面应变问题,采用一维固结下的试验数据和方法来计算路基沉降显然不合适,存在较大的差异性。实际上,在路堤荷载作用下,由于剪应力的存在,地基土会发生侧向变形,从而产生附加沉降[2],使计算结果偏小。虽然不同规范对于分层总和法计算结果均采用系数进行修正,但这些系数的取值均存在较大的经验性和随机性,其计算精度无法满足客运专线对路基工后沉降控制的严格要求。
土体侧向变形对路基沉降影响的研究一直没有间断过。Loganathan等[3]系统分析了侧向位移对路基沉降的影响,并定量地给出了路基沉降与侧向位移的关系;屠毓敏[4]从土的侧胀性出发,运用有限元法研究了土体侧向变形对路基沉降的影响,对不同泊松比取值时的工况进行了分析探讨;Tavenas等[5]总结了路堤载荷下21种软黏土地基上侧向变形发展状况,分析了施工期和固结期地基侧向变形与沉降的关系。……
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