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随着我国经济的快速发展,铁路的运输量逐年递增,部分既有铁路线路已经不能满足运输的需求,为了解决这种问题,需要对铁路既有线改建或增建二线。铁路增建二线的工程往往被地域条件所限制,需要采取一些防护和加固措施。桩板墙作为一种新型的支挡结构,其侧向抗力较大、施工方便、圬工量小,能够挡护边坡,且不受高度的限制,在边坡及道路工程应用领域中得到广泛应用。当新建线路接近既有路堤桩板墙敷设时,由于受地形限制,需在既有桩板墙间设置新的桩板墙收坡,两者并排布置,共同承担新增荷载。目前,加宽边坡时对新建桩板墙和既有桩板墙结构受力的影响,两者协同作用时的荷载传递机理还不明确。因此依托新建中卫至兰州铁路(甘肃段)引入兰州枢纽配套工程,开展并排新-旧组合路堤桩板墙协同作用机理的模型试验研究,借助理论分析并采用模型试验和数值模拟相结合的手段,分析路基加载时对新建桩板墙和既有桩板墙结构受力的影响,研究两者协同作用时的荷载分担情况。主要研究内容与成果如下:(1)查阅文献资料,了解国内外桩板墙以及组合支挡结构的研究现状,总结桩板墙的作用机理。基于朗肯土压力理论和库伦土压力理论,得出铁路挡土墙中墙后土压力的计算方法,并对桩板墙的设计进行研究。(2)依托实际工程典型断面,按相似理论取模型与原型的几何相似比为1:8开展室内模型试验,发现在路基顶面加载时,新-旧组合桩板墙桩身悬臂段的土压力沿桩顶往下先增加后减小,旧桩和新桩分别在距离各自桩顶0.48m和0.78m处土压力值达到最大,新建桩板墙桩身承担的土压力有向既有桩板墙转移的过程,最终两者几乎各承担组合结构荷载的一半;旧桩板墙和新桩板墙的桩身弯矩沿着桩顶往下都呈先增大后减小的趋势,新桩板墙桩身的最大弯矩在距离桩顶2.1m处,旧桩板墙桩身的最大弯矩在距离桩顶1.35m处。新建桩板墙后施加轨道及列车荷载时,旧桩和新桩桩顶位移均在允许范围内。(3)建立试验模型的三维弹塑性有限元模型,研究分级加荷条件下新建桩板墙和既有桩板墙的土压力分布、内力及变形的发展规律,对比设计荷载作用下模型试验实测值与数值模拟值,发现数值模拟得到的墙后土压力、桩身内力和变形与数值模拟结果的规律基本一致,验证了数值模型的正确性。