深季節(jié)凍土區(qū)吉圖琿高鐵膨脹土邊坡樁板墻體系性能分析.pdf

1、近年，我國深季節(jié)凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)較多淺地下水豐富的強風化與全風化膨脹土。同時，我國已全面進入加快發(fā)展高速鐵路的嶄新時期，其中越來越多的高鐵修建于這種膨脹土邊坡復(fù)雜場地。凍融循環(huán)作用和工程活動成為嚴重影響膨脹土邊坡的穩(wěn)定性重要原因，故需對邊坡采取支擋結(jié)構(gòu)進行有利保護。樁板墻體系由于其支擋穩(wěn)定、施工便利等諸多優(yōu)點得到普遍使用。而對于樁板墻體系的設(shè)計與施工，考慮凍融循環(huán)效應(yīng)，減少工程造價，增強樁板墻體系穩(wěn)定性已成為亟待解決的問題。
　　依托吉

2、圖琿高鐵，在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對延吉段膨脹土邊坡土，先后進行基本物理力學試驗、常規(guī)靜三軸試驗和凍融循環(huán)條件下靜三軸試驗，得到土樣基本物理力學指標、強度和變形特性，最后建立延吉段典型斷面樁板墻體系數(shù)值模型，并進行重要參數(shù)分析，為深季節(jié)凍土區(qū)膨脹土邊坡樁板墻體系的設(shè)計及施工提供建議和參考。本文主要研究內(nèi)容與取得成果如下：
　　首先，完成了延吉膨脹土的顆粒密度試驗、顆粒分析試驗、界限含水率試驗、擊實試驗、自由膨脹率試驗和凍融循環(huán)

3、條件下固結(jié)試驗，得到該土為中壓縮性的粉質(zhì)粘土，且屬于弱膨脹土；隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大，壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)逐漸增大，而壓縮模量逐漸減小。
　　接著，實施了延吉膨脹土常規(guī)靜三軸壓縮試驗和考慮凍融循環(huán)效應(yīng)靜三軸壓縮試驗，獲得了土樣在不同壓實度、不同圍壓、不同凍融循環(huán)次數(shù)作用下的變形及強度特性。結(jié)果顯示：試樣的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線大多呈硬化類型；有效粘聚力和有效內(nèi)摩擦角大體上隨壓實度的增加而增加，隨凍融循環(huán)次數(shù)的增大而逐漸降低；總

4、體上試樣的靜強度、抗剪強度、彈性模量隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而不斷降低，隨圍壓和壓實度的增加而逐漸增大。
　　最后，通過對延吉段膨脹土邊坡采用的樁板墻體系進行有限元數(shù)值模擬及分析，考慮凍融循環(huán)效應(yīng)，討論分析凍融循環(huán)次數(shù)、樁長、樁寬及樁高等重要參數(shù)，對土體隆起特征、樁水平位移、樁后土壓力及樁體穩(wěn)定性的影響。研究表明：樁水平位移隨開挖深度和凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增大，隨樁寬和樁高的增大而減??；樁體穩(wěn)定性隨著開挖深度和凍融循環(huán)次數(shù)的增大而不斷