《高速鐵路橋樑樁基工後沉降機理與預估方法研究》是依託中南大學，由楊奇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速鐵路橋樑樁基工後沉降機理與預估方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊奇
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
橋樑樁基工後沉降控制是高速鐵路設計和施工最為關鍵的技術之一，特別是在軟土地區，這一問題更為突出,然而目前相關資料積累不多，計算理論還不成熟，研究遠滯後於工程實踐的需要。橋樑樁基工後沉降研究的關鍵問題包括樁基工後沉降產生的機理和預估計算方法。本項目擬套用現場測試、室內試驗、理論分析和數值計算相結合的方法，對高速鐵路橋樑樁基長期(工後)沉降變形演化規律、長期高速列車荷載對樁基工後沉降的影響規律和程度、恆載作用下樁端（間）土固結蠕變和樁基混凝土徐變對工後沉降影響規律和程度等問題進行系統深入研究，建立高速鐵路橋樑樁基工後沉降預估計算方法，並在此基礎揭示工後沉降產生機理。研究成果可為高速鐵路橋樑樁基的設計和工後沉降計算提供理論依據，為評估橋樑樁基工後沉降、確定滿足橋樑樁基工後沉降限值的合理輔軌時間提供方法和手段，為規範、指南的修訂、完善提供重要科學依據。具有重要的理論意義和工程套用價值。
結題摘要
橋樑樁基工後沉降控制是高速鐵路設計和施工最為關鍵的技術之一，特別在軟土地區，這一問題更為突出,然而目前相關資料積累不多，計算理論還不成熟，研究滯後於工程實踐的需要。採用現場測試、室內試驗、理論分析和數值計算相結合的方法，對高速鐵路橋樑樁基長期(工後)沉降演化規律、列車荷載對樁基工後沉降的影響規律和程度、恆載作用下地基固結蠕變對工後沉降影響規律和程度、樁-(泥皮)-土接觸面力學特性及泥皮在接觸面中的作用機理、高速鐵路橋樑樁基工後沉降預估計算方法、滿足橋樑基礎工後沉降限值的合理鋪軌時間確定方法和工後沉降的機理問題進行系統深入研究。結論如下： (1)列車荷載引起的振動幅值，經過梁、支座、墩，傳到承台頂時，衰減顯著，在承台頂的回響微弱。列車動荷載作用下產生工後沉降小於0.5mm，樁頂沉降與振次關係分為初期沉降隨振次近視線性增加、沉降速率變緩和累積沉降趨於穩定三個階段。穩定後不會引起附加的工後沉降。列車荷載對橋樑樁身軸力、壓縮變形和樁側摩阻力的大小、分布影響甚微。 (2) 現場長期監測試驗獲取了大量寶貴的高速鐵路橋樑樁基長期沉降數據，揭示了高速鐵路橋樑樁基沉降產生機制和發展規律。 (3) 提出了模擬樁側表面粗糙度的表征參數及取值, 混凝土-土接觸面存在臨界粗糙度Icr=1cm，探明了泥皮影響混凝土-土接觸面強度特性的規律和機理：混凝土-(泥皮)-土接觸面抗剪強度遵循摩爾-庫侖準則，泥皮弱化了接觸面強度。混凝土-泥皮-土接觸面本構關係可表征為“雙曲線”模型。 (4) 提出了能考慮高速鐵路橋樑樁基的實際受荷情況和地基土層蠕變特性的長期沉降計算方法，並研製了相應的計算程式；提出了基於實測數據的橋樑樁基工後沉降加權組合預測方法和滿足橋樑基礎工後沉降規範限值的合理輔軌時間的確定方法，並研製了相應的計算程式。 （5）高速鐵路橋樑樁基工後沉降監測和預測結果表明，樁基沉降速率緩慢，並趨於穩定，工後沉降值小於20mm，滿足規範限值要求。在現有設計參數條件下，列車荷載對橋樑樁基工後沉降影響可以忽略，樁基工後沉降的主因為恆載作用下樁基的固結蠕變沉降。 研究成果揭示了橋樑樁基工後沉降發展規律和變形機理，能為評估高速鐵路橋樑基礎工後沉降、確定滿足橋樑基礎工後沉降限值的合理輔軌時間提供方法和手段。可為客運專線鐵路無砟軌道鋪設條件評估技術指南的修訂、完善提供重要依據。
