1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 高速铁路路基工程的技术特征 1
1.2.1 高速铁路路基的工程要求 1
1.2.2 高速铁路路基沉降控制标准 2
1.3 高速铁路路基地基处理工法 4
1.4 桩板结构应用现状 8
1.5 桩板结构路基的特点及分类 11
2 非埋式桩板结构选型与设计理论 14
2.1 结构选型与构造 14
2.1.1 整体构造 14
2.1.2 承台板形式 16
2.1.3 托梁形式 17
2.1.4 桩基形式 17
2.2 荷载工况 18
2.2.1 竖向荷载 18
2.2.2 水平荷载 18
2.2.3 温度荷载 20
2.2.4 桩基不均匀沉降 21
2.3 桩板结构设计方法 21
2.3.1 容许应力法 21
2.3.2 概率极限状态法 22
2.3.3 两种设计方法的比较 24
2.4 结构体系的简化 24
2.5 桩板结构计算模型 25
2.6 桩板结构理论计算方法 27
2.6.1 承台板计算 28
2.6.2 托梁计算 28
2.6.3 桩基计算 28
2.6.4 换算桩长法的验证 29
2.6.5 桩板结构温度力计算理论 30
2.7 桩板结构有限元计算方法 33
2.7.1 桩板结构与地基土相互作用 33
2.7.2 桩板结构纵向计算 36
2.7.3 桩板结构横向计算 36
2.8 桩板结构设计原则 37
3 路基桩板结构优化设计与分析 40
3.1 优化分析基础理论 40
3.2 桩板结构各部件受力特性 41
3.2.1 承台板受力特性 41
3.2.2 托梁受力特性 42
3.2.3 桩基受力特性 42
3.2.4 结构整体受力特性 42
3.3 结构几何尺寸优化 43
3.3.1 优化因素及方法 43
3.3.2 方案组合与目标函数 43
3.3.3 计算结果综合分析 44
3.4 设计计算参数影响性 48
3.4.1 地基系数k值影响性 48
3.4.2 桩侧m值影响性 50
3.4.3 桩长影响性 52
3.5 小结 54
4 路基桩板结构三维动力数值仿真 55
4.1 数值仿真的意义 55
4.2 有限元法简介 55
4.3 计算模型 56
4.3.1 地质参数 56
4.3.2 结构单元 57
4.3.3 计算关键技术 58
4.4 列车荷载施加 58
4.5 边界条件 59
4.6 桩板结构自振特性 62
4.6.1 自振频率计算有限元模型 62
4.6.2 自振频率与振型 62
4.6.3 弹性模量影响 63
4.6.4 跨度影响 65
4.6.5 桩长影响 65
4.7 激振试验动力仿真 66
4.7.1 激振动力有限元模型 67
4.7.2 计算时程曲线 67
4.7.3 激振频率影响 68
4.7.4 激振力影响 69
4.7.5 激振位置影响 70
4.8 小结 72
5 路基桩板结构室内模型试验 73
5.1 试验基础理论 73
5.2 试验方案 77
5.3 模型制作 79
5.4 试验内容 80
5.5 试验关键技术 81
5.6 模型试验结果 81
5.6.1 承载特性分析 81
5.6.2 沉降变形分析 90
5.6.3 试验结果对比 93
5.7 小结 94
6 路基桩板结构现场实测研究 95
6.1 工程概况 95
6.1.1 试验测试断面 95
6.1.2 地形地貌及主要地层岩性 96
6.1.3 测试内容及测点布置 96
6.1.4 测试仪器的埋设 97
6.2 承台板测试结果 102
6.2.1 承台板主筋应力测试结果 102
6.2.2 承台板与路基接触应力测试结果 105
6.2.3 承台板变形测试结果 108
6.2.4 纵向位移测试结果 109
6.3 托梁测试结果 111
6.3.1 托梁主筋应力测试结果 111
6.3.2 托梁与路基接触应力测试结果 114
6.3.3 托梁变形测试结果 116
6.4 桩基测试结果 117
6.4.1 桩体内力测试结果 117
6.4.2 桩侧水平土压力测试结果 123
6.5 小结 124
7 路基桩板结构激振试验研究 125
7.1 概述 125
7.1.1 激振试验原理 125
7.1.2 试验内容和关键技术 133
7.1.3 加载断面与元件布设 134
7.1.4 激振加载参数 135
7.2 频谱分析和扫频试验 138
7.2.1 频谱分析 138
7.2.2 扫频试验 140
7.3 循环荷载试验 145
7.3.1 动变形 145
7.3.2 加速度 146
7.3.3 竖向振动速度 147
7.3.4 动土压力 147
7.3.5 主筋动应力 149
7.3.6 桩侧摩阻力 151
7.4 路基综合动刚度及动荷载传递规律 152
7.4.1 路基综合动刚度 152
7.4.2 动荷载传递规律 153
7.5 小结 154
8 路基桩板结构行车试验 155
8.1 概述 155
8.1.1 试验目的 155
8.1.2 试验概况 155
8.2 试验内容 156
8.2.1 测试内容及方法 156
8.2.2 测试仪器及设备 157
8.3 路基桩板结构测试结果分析 158
8.3.1 轮载力测试分析 158
8.3.2 加速度测试分析 160
8.3.3 动位移测试分析 162
8.3.4 主筋动应力测试分析 163
8.3.5 板—土或梁—土动土压力分析 165
8.3.6 轨道结构型式差异影响分析 165
8.4 试验结果对比分析 168
8.5 小结 169
9 经济效益分析及推广应用 170
9.1 工程概况 170
9.2 地质概况 170
9.3 桩板结构方案 171
9.3.1 工程措施 171
9.3.2 主要工程数量 171
9.4 桥梁方案 172
9.4.1 工程措施 172
9.4.2 主要工程数量 173
9.5 桩网结构方案 173
9.5.1 工程措施 173
9.5.2 主要工程数量 174
9.6 技术经济比较 174
9.7 推广应用 175
10 工程应用 177
10.1 武广高速铁路桩板结构 177
10.1.1 工程概况 177
10.1.2 桩板结构型式 177
10.2 沪杭高速铁路桩板结构 178
10.2.1 工程概况 178
10.2.2 桩板结构型式 179
10.3 贵昆线六沾复线燕子岩桩板结构 180
10.3.1 工程概况 180
10.3.2 桩板结构型式 180
参考文献 182
后记 185