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题名预应力微型桩动态调控软岩路基上拱效果研究
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作者
张锐
张喜伟
罗辉
余雷
刘正楠
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机构
长沙理工大学交通运输工程学院
长沙理工大学极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室
湖南中核岩土工程有限责任公司
中国铁路经济规划研究院有限公司
湖南省交通科学研究院有限公司
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第3期1052-1063,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52278432)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(K2019G045)。
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文摘
为研究并提出一种经济有效调控红层软岩路基上拱变形的工程措施并揭示其作用机理,自研可动态调节上拱变形的预应力微型桩试验装置,室内测得不同预应力(50、100、150和200kN)与桩顶竖向位移的关系,通过数值模拟计算分析桩径D为0.17 m的单桩(桩长8、10和12 m)与群桩(桩间中心距3D、4D、5D、6D)调控红层软岩路基上拱变形的效果与机制。室内试验结果表明,预应力微型桩可有效控制上拱变形,但控制能力并非随预应力的增加而线性增加,需实时监测上拱变形值,并动态调整预应力。数值模拟结果表明,无处治措施的工况下,试验路段因湿化作用和侧向地应力引起的上拱变形量约为9.5 mm;8、10和12 m长的预应力微型桩单桩调控下,上拱变形分布曲线在成桩位置出现突变,数值急剧减小,桩长和预应力的增加可使调控范围出现小幅度的增加,调控范围的最大值在2~3倍桩直径范围内波动;在试验选取的桩长和桩距范围内,12 m桩长、5D桩距的预应力群桩可同时兼顾安全性和经济性,使轨道附近上拱变形量分别减小至3.2mm(降幅为66.3%)、2.9mm(降幅为69.5%)和3.5mm(降幅为63.5%),最终满足规范对上拱变形量的控制要求;此外,群桩在施加预应力后调控能力明显增强,达到无预应力条件下的1.4倍左右。研究成果可为高速铁路红层软岩路基上拱处治提供参考。
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关键词
预应力微型桩
红层软岩
高铁路基
上拱变形
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Keywords
prestressed micro-piles
red-bed soft rockmass
high-speed railway subgrade
heave deformation
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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