【正文】 4個單元，有限元網(wǎng)格兩側(cè)水平方向約束，豎直方向自由，底部邊界采用水平方向，豎直方向約束的邊界條件。 該工程計(jì)算值 E = MPa。表4 路堤下部材料參數(shù) 分析方法利用計(jì)算機(jī)有限元軟件，采用分離式和復(fù)合模量兩種方法計(jì)算該客運(yùn)專線某段復(fù)合地基加固路基在列車靜、動荷載作用下的沉降，分離式計(jì)算將樁體視為線彈性材料，樁間土的本構(gòu)關(guān)系采用DruckerPreger模型，在有限元分析方法中 Dp材料需要三個參數(shù)，即粘聚力c、內(nèi)摩擦角膨脹角(文中取0)，以上角度單位是度，對于DP材料，其受壓屈服強(qiáng)度大于受拉屈服強(qiáng)度。表3 路堤填料參數(shù)路堤下部土體分為兩層：1)砂質(zhì)黃土，厚度20m；2)粉質(zhì)粘土，分布在20m以下。 某工程概況及參數(shù)某客運(yùn)專線的路堤橫斷面如圖7所示，Ⅲ為堤身，Ⅱ?yàn)榈鼗幚韰^(qū)地基 ，處理方法為擠密樁，I為處理區(qū)以下的地基。 列車荷載作用下的復(fù)合地基的沉降特性分析近幾年來，我國廣泛采取復(fù)合地基的方法進(jìn)行軟土地區(qū)的地基處理，通過這種方法可以有效地提高地基承載力、減小沉降，在軟土層的地質(zhì)條件下，混凝土剛性樁復(fù)合地基更是一種有效的地基加固方法，但目前針對黃土鐵路路基加固區(qū)動力響應(yīng)的研究并不多，特別是以測得真實(shí)列車荷載對復(fù)合地基的動力分析研究。公路部門在做路面設(shè)計(jì)時，對于行駛的汽車荷載，采用當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載的方式進(jìn)行考慮，有一定的合理性。對穩(wěn)定驗(yàn)算來說，失穩(wěn)是在外部荷載超過地基抗剪強(qiáng)度的某個位置某個時刻發(fā)生的，所以要選擇最不利的荷載組合，對于客運(yùn)專線，應(yīng)考慮雙線有車，也就是應(yīng)考慮 2個荷載換算土柱。在填筑加載期，坡腳處由于路堤填筑的加載作用有隆起現(xiàn)象，某級荷載填筑完畢后，該處即發(fā)生隆起，一旦重新填筑，該處又有新的隆起，這與實(shí)際情況相符。圖4 有限元模擬水平位移云圖圖5 有限元模擬豎向位移云圖圖6 有限元模擬相對剪應(yīng)力圖受右側(cè)山體影響，最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在路基中部和左側(cè)坡腳處，但是未出現(xiàn)剪切破壞情況。由圖5可以看出，由于左側(cè)路基下地基有較厚的粘性土層，豎向位移和水平位移均較大，地質(zhì)條件的差異導(dǎo)致整個路基斷面的差異沉降很大。這是因?yàn)殡S著施工的進(jìn)行，應(yīng)力水平不斷提高，另外根據(jù)地質(zhì)資料獲取的計(jì)算參數(shù)也難以完全地反映現(xiàn)場實(shí)際情況，導(dǎo)致誤差累積。cj3的模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果總體趨勢一致，模擬結(jié)果略小于實(shí)測結(jié)果，可見采用有限元法實(shí)現(xiàn)分級加載的模擬有較高的可信度。cj1的模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果開始比較接近，誤差有逐漸加大的趨勢，最大差值達(dá)到22 ，這是因?yàn)槌两蛋錍jl中間被撞斷一次，后雖又接上，卻帶來一定的誤差。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，有限元計(jì)算的結(jié)果比實(shí)測結(jié)果偏小。該填筑體共分5層填筑，每層填筑高度相等。施工斷面采用“分層輪加法”施工，每次填筑50～60 cm，對有限元計(jì)算而言，相當(dāng)于單元數(shù)目隨著施工進(jìn)程逐步增加，若嚴(yán)格按照每次填筑高度劃分單元，雖然更精確地模擬了施工過程，但勢必大大增加單元數(shù)目及計(jì)算工作量。當(dāng)一個單元被重新激活時，其剛度、質(zhì)量、單元載荷等將恢復(fù)其原始的數(shù)值。用戶必須在建模時生成所有單元，包括后面要被激活的單元。單元的應(yīng)變在“關(guān)閉”的同時也將設(shè)為0。同樣，關(guān)閉單元的質(zhì)量和其他類似效果也設(shè)為0值。那些在計(jì)算一開始不需要用到的對象，應(yīng)當(dāng)在輸入程序結(jié)束時的初始幾何構(gòu)造里關(guān)閉來模擬實(shí)際工程問題，如路基填筑、開挖隧道、橋梁施工等。這一選項(xiàng)還可以用來對材料數(shù)據(jù)組重新賦值，或者在幾何圖形里修改水壓分布。分步施工是荷載輸入最重要的類型，它的一個特點(diǎn)就是允許通過關(guān)閉或再次激活在幾何圖形輸入里建立的荷載、塊類組或結(jié)構(gòu)對象，來修改幾何圖形和荷載設(shè)置。并將計(jì)算值與實(shí)際觀測的每層沉降進(jìn)行對比分析。 計(jì)算參數(shù)結(jié)合河南嶺南高速公路工程地質(zhì)勘察資料和粗顆粒室內(nèi)大尺寸試驗(yàn)成果，并參考國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)，計(jì)算所用參數(shù)指標(biāo)如表2所示。這些網(wǎng)格看上去可能較混亂，但是其數(shù)值計(jì)算一般優(yōu)于規(guī)則(結(jié)構(gòu)化)網(wǎng)格。主要用于對應(yīng)力結(jié)果要求非常高的2D有限元分析，6節(jié)點(diǎn)三角形單元對于很多問題的計(jì)算精度要求已經(jīng)足夠。結(jié)構(gòu)單元和界面單元類型將自動和土單元類型相匹配。l5節(jié)點(diǎn)三角形單元是一種非常精確的單元，對各類問題能得出精度很高的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。圖2 路基橫截面分區(qū)及邊界條件示意圖(3)單元劃分類型的選擇對于2D有限元分析(該文為平面應(yīng)變問題)，軟件可以選擇6節(jié)點(diǎn)或者15節(jié)點(diǎn)三角形單元。根據(jù)高路基填筑的具體情況，可將其劃分為如圖2所示的3個區(qū)域。(2)邊界條件的確定如圖2按照平面應(yīng)變建立有限元模型。(1)計(jì)算區(qū)域的選定所選路基斷面為非對稱，該斷面左側(cè)地基土為較深厚的粘土層(麥田)，右側(cè)地基土為粉質(zhì)砂土，附近為一山坡。采用自動網(wǎng)格劃分法，在路堤土和地基土的接觸面以及地基土和基巖的接觸面上采用共節(jié)點(diǎn)單元處理?？赡M巖土及混凝土材料，模擬逐級加荷條件下路基的變形過程，而且還可以得到路基在各級荷載作用下地基不同位置的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)值和圖形。填筑期間通過邊樁監(jiān)測到左側(cè)地面略有上升。在該斷面的路中和左右路肩分別埋設(shè)有沉降板，如圖1所示。無不良巖土。填料為風(fēng)化碎石，具有一定的代表性。下面結(jié)合河南省嶺南高速公路路基斷面監(jiān)測成果，探討了逐級填筑作用下路基沉降變形數(shù)值仿真技術(shù)。路基沉降施工控制是公路修建質(zhì)量的重要保證常規(guī)的路基體應(yīng)力變形計(jì)算中，假定路基體一次到，荷載一次施加，則荷載的每一部分都由全結(jié)構(gòu)來承。路堤的穩(wěn)定與沉降關(guān)系到路堤是否能完成其預(yù)定功能的重要條件，也是路堤設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。理論上講路堤填筑或列車運(yùn)行必然引起地基內(nèi)附加應(yīng)力產(chǎn)生，從而使地基土層壓縮變形引起路基下沉。因此，在路基工后沉降控制設(shè)計(jì)中，除傳統(tǒng)的軟土、松軟土地基外，還需對可能發(fā)生較大沉降變形或不均勻沉降的其他土質(zhì)地基進(jìn)行必要的分析計(jì)算和加固處理。路橋、路隧間差異沉降≤5mm，折角≤1‰注：——軌面圓順的豎曲線半徑（m）；——設(shè)計(jì)最高速度（km/h）。 目前，我國客運(yùn)專線建設(shè)建設(shè)實(shí)踐中采用的工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。所謂路基的工后沉降，是指軌道工程鋪設(shè)后在路基荷載和列車荷載作用下，路基發(fā)生的剩余沉降，即最終形成的總沉降量與路基竣工鋪軌開始時的沉降量之差。 課題研究的意義橋梁建設(shè)飛速發(fā)展的同時，旅客對火車平穩(wěn)舒適度要求也逐漸提高，這必然要求逐漸提高鐵路橋梁路基沉降控制的標(biāo)準(zhǔn)，但是目前的地基處理理論與設(shè)計(jì)方法主要事針對傳統(tǒng)的軟弱土地基，并不完全適合鐵路橋梁路基工后沉降的設(shè)計(jì)計(jì)算與地基加工處理，為確保告訴列車的行車安全，盡量滿足旅客對舒適度的要求，并減少日常維修工作，應(yīng)提出更合理沉降變形控制體系。目前正在興建的武漢天興洲長江大橋（位于湖北武漢）是當(dāng)今世界跨度第一的公鐵兩用斜拉橋（主跨為504m），是世界上第一座按四線鐵路修建的大跨度客貨公鐵兩用斜拉橋。目前我國在建的鐵路橋梁，無論從建設(shè)跨度、建設(shè)規(guī)模，還是建設(shè)難度、建設(shè)水平都達(dá)到了一個新的高度。我國自改革開放以來，鐵路橋梁建設(shè)得到了飛速的發(fā)展，對改善人民的生活環(huán)境，改善投資環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的騰飛，起到了關(guān)鍵性的作用。 Surcharge preloading 。 filling embankment 。建立了有限元模型，模擬逐級加荷條件下路基的沉降變形，為路基填筑施工控制提供了科學(xué)的參考；分析軌道與列車荷載特點(diǎn)，對軌道、列車荷載在穩(wěn)定、沉降計(jì)算中的考慮方式與簡化形式提出了建議，同時用分離式和復(fù)合模量兩種方法對某高速鐵路客運(yùn)專線段復(fù)合地基加固路基在列車荷載作用下的沉降特性進(jìn)行了有限元分析，計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了黃土復(fù)合地基剛度加固設(shè)計(jì)的可靠性；介紹了沉降設(shè)施的布置原則和技術(shù)要求及工后沉降量推算計(jì)算方法；以武廣鐵路客運(yùn)專線實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了超載預(yù)壓路基沉降規(guī)律及特征，總結(jié)了與之相適應(yīng)的評估技術(shù)要求和經(jīng)驗(yàn)；通過對各種基礎(chǔ)形式的荷載傳遞特性、復(fù)合地基的形成條件等內(nèi)容的研究，提出客運(yùn)專線路基沉降控制分析應(yīng)根據(jù)路堤基底墊層形式、加固樁的類型，采用復(fù)合地基或復(fù)合樁基理論進(jìn)行；對管樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)合地基的變形特征和影響因素進(jìn)行了分析。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙摘要為確保高速列車的行車安全，盡量滿足旅客對舒適度的要求，并減少日常維修工作，客運(yùn)專線路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)越來越高。本文主要介紹了鐵路路基沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)，影響鐵路路基沉降的因素以及控制鐵路路基沉降的控制方法。關(guān)鍵詞：沉降控制；路堤填筑；列車荷載；超載預(yù)壓；復(fù)合地基AbstractTo ensure highspeed train traffic safety, to meet the re