客运专线土工格室复合基床的试验研究

　客运专线土工格室复合基床的试验研究

　　研究目的：在列车荷载的重复作用下，基床结构变形是轨道结构几何尺寸恶化的重要因素之一。采用土工格室复合基床结构可以强化基床表层强度和刚度，以满足特殊路段基床结构的需要。研究方法：本文介绍了适用于客运专线的土工格室复合基床结构的4组动态模型试验。试验在室内填筑了宽7m、长4m、高1．05～1．55m的路基基床模型，土工格室河道治理规范，采用5Hz、20-140kN动荷载模拟列车荷载，每组重复加载150万次以反映列车对路基基床的重复荷载作用。为验证室内试验结果，在秦沈线进行了现场动态试验。试验结果表明，土工格室可均化基床、路基的动静应力分布，土工格室河道治理尺寸，明显降低基床和路基的弹性和变形，减少运营维修养护工作量，且格室越高越好。研究结论：通过与现场试验结果对比，30cm厚的土工格室复合基床表层基本能够满足客运专线对基床刚度和变形控制的要求。

　　研究目的高速列车安全舒适运行需要一个平坦的、刚度合理和稳定的轨下基础。对于有碴轨道结构，散粒材料构成的道床和基床结构在列车荷载重复作用下产生变形和弹性变形，它们是轨道变形的主要来源，前者主要影响轨道的不平顺，后者对轨道结构有着重要的影响。因此，路基基床结构变形问题是客运专线路基基床设计所考虑的主要问题。在良好的地基条件和合格的路基本体的前提下，使用合理的基床结构型式、优质的基床填料和严格控制的压实标准是控制高速铁路路基基床变形的主要手段。土工格室是由强化的聚乙烯(或聚丙希)宽带经超声波焊接(或其它方式如挤压成型)构成的网状格室结构，在格室内充填土石等材料，构成具有侧向限制能力和较大刚度的结构，以达到加固土体的目的。近年来，针对土工格室在路基工程的应用进行了大量的研究工作和工程实践。本试验的目的就是通过使用土工格室复合基床结构，提高基床结构的刚度，减少重复荷载作用下的弹性变形和变形，以满足特殊路段基床结构的需要，同时，验证是否能够降低基床表层厚度，解决基床表层材料缺乏地区的材料问题。

做好场地准备工作，柔性挡墙开工之前，应清理挡墙墙址及需用的场地，铲除有机杂质和树根草丛并碾压平整，合理布置堆料场地。考虑降水丰富，受地面积水和土质不良地段的影响，开工前还要在墙址外围开挖排水沟作为临时排水设施。柔性挡墙作为路堑

墙时，需要向坡体方向超挖墙体厚度的土体。按照设计图纸要求，进行放线，开挖边坡。坡面线应满足挡墙施工要求，禁止柔性墙体建筑空间。应做好施工场地内的防排水工作，降雨发生时，严防场地以外水进入工作面，保证场地内部水能及时排出，土工格室河道治理标准，必要时进行覆盖防水。边坡挖好后，随即进行基底承载力检测。

土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

　　基于梅河高速公路程江至华城段K20+638及K20+500处桥台加筋土台背处理方案，采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性，其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系，采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征，通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数，土工格室河道治理，为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。

　　根据土工合成材料类型的差异，目前路桥过渡段常用的加筋处治方法包括两种:即平面结构的土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等相比，路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异，前者加筋之目的主要是为了提高稳定性和承载力，而桥头路堤使用加筋技术则是为了协调桥台与桥头路堤沉降差，从而消除桥头跳车，故桥头路堤的加筋作用机理也不尽相同。邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性，概念明确、简单实用，5个试验参数均有一定的物理与几何意义，可以通过常规剪切试验获取，在工程中得到广泛应用。本文通过大尺寸直剪模型试验得到土工合成材料加筋的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥涵台背设计提供参考.

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