铁路工程路基描绘法探究

1、诙路t程路加描绘法探究极限情况描绘办法以概率论为根底、以牢靠度方针衡量牢靠性、以分项系数的描绘表达 式进行描绘，因而使地基描绘愈加合理。岩土工程的极限情况是指岩土工程可以满意描绘规 则的某一功用需求的临界悄况,逾越这一悄况，岩土工程便不再满意描绘需求。它是区别岩土 工程的作业情况为牢靠或不牢靠的象征，通常可分为承载才干极限情况和正常运用极限情 况两类。在进行地基处置描绘吋，将变界性较大的描绘参数视为随机变量，变界性不大的参数 可视为定值，山这些描绘参数组成描绘 地基的函数zg（x）称为地基的功用函数。功用函数有 3种情况:当z0时，标明地基处于牢靠情况;当z0标明地基处于极限情况,此方程称为极

2、限情况 方程；当z0时标明地基处于失效或许损坏情况4-7o岩土工程牢靠度是指岩土工程在规则 的时刻、条件下，完结预订功用的才干，牢靠度由牢靠方针衡量。对地基处置来说，完结各项 预订功用的象征则是满意铁路稳定性（包含承载力）、工后沉降及区別沉降3方面的需求3。 比方地基沉降的牢靠度即是地基沉降小于某一答应值的概率，依照牢靠度理论，其功川函数 可以表明为（式略）式屮,s为答应沉降,w为沉降核算值,12（,）cnxxxx为随机变量。当g（x）o 吋，表明沉降没有逾越答应沉降,对应的概率用rp表明，即为路基沉降牢靠度;当g（x）o表明路 基沉降逾越了答应沉降，用逾越概率fp表明。明显牢靠度与 逾越概率

3、间存在互补联系liippo 设z为正态散布变最（jzzznm,引进符号/zzm,为一无因次系数，称为牢靠度方针8。若是肓 接选用方针牢靠性方针进行描绘，核算过于繁琐，从描绘人员的作业习气及世界标准接轨思 考，描绘时选丿ij隐含方针牢靠度的分项系数以及标准值和布局重要系数纽成的描绘表达式 核算。尽管描绘表达式与定值描绘法类似，但两者的内在是不一样的，分项系数可以全部思考 方针牢靠度方针，一起反映各变量的敏感度与变异性质。地棊处置在描绘原理和办法上与布 局工程有类似z处,可以充沛学习布局工程有些研讨效果。但地基3处置描绘布局描绘有 本质上的区别，不能彻底照搬布局工程牢靠性剖析的原理,首要体现在以下

4、方血:（1）岩土参数 杂乱。因为地基土是由绵长的地质年代构成，受不一样的环境要素、化学物理进程的影响,所 以土体参数的空间变异性很人;土性参数又有自关联性，人概用随机场进行描绘，且不一样土 性参数z间存在互关联性。（2）岩土应力应变联系杂乱。岩土体是一种高度非线性体，不一样 的应力水平，变形区别很大。路基地基稳定性、沉降核算剖析办法、核算模型往往需求进行 一些简化处置，致使核算效果与实习情况往往冇必定的区别。（3）岩土鸿沟条件杂乱。岩土工 程实习研讨的规模较人，工程核算剖析屮思考的鸿沟是近似和含糊的，核算时需求对鸿沟条件 进行简化处置。外界环境对地基处置办法的牢靠性影响大。地基在不一样气候、地

5、下水 等外界环境影响下表现出不一样的物理力学特性。（5）施工质量不断定性大。因为岩土工程 是隐蔽性工程，施工工法、施工水平及施工质量对地基处置的影响无穷。因而,软土地基处置 描绘中存在很多不断定要素有必要加以研讨。因为岩土工程性质杂乱,致使岩土工程牢靠度 研讨发展缓慢，远远落后于布局工程牢靠度研讨。依据概率论的地基处登极限情况描绘办法 涉及到地层条件、鸿沟条件、荷载条件、核算模型、描绘条件以及施工条件等各方而要素, 应贯穿于勘测、试验、描绘、施工等全进程，要完好的处置上述各要素的概率核算办法，使z 定最化，结尾提出适用的地基处置极限情况描绘表达式以及分项系数和有关参数。因为铁路 地基处置是选用

6、稳定性（包含承载力）和沉降两层操控描绘的。所以要进行牢靠度的彻底剖析, 必定是以稳定性（包含承载力）极限情况、沉降操控极限情况和区别沉降极限悄况三种极限 悄况归纳操控的效果。欲完结彻底的牢靠度剖析，就需求引进系统牢靠度剖析办法，才干反映 软土地基处置牢靠度的全貌。极限情况法描绘的含义及转轨思路软土地基处置极限情况法描绘的含义极限情况法与传统的描绘办法比较是一个很大的前 进，象征着处置牢靠度疑问从以经历为根底的定性剖析期间进入以概率论和数理核算为根 底的定量剖析期间。极限情况法作为路基描绘的发展方向,美国、欧盟、口木、俄罗斯等国 家和地区的关联描绘标准均选用极限情况描绘办法，持续选用安全系数法描

7、绘给世界技能 交流带來了艰难，不利于中国铁路技能在世界上的推广使用。中国于1992年公布了工程布 局牢靠度描绘统一标准(gb50153),2008年又进行了全部批改，当前修建、港口、水利及公 路部分的布局描绘已选用极限悄况描绘法;201()年交通运输部公布的港口工程地基标准 (jts147-1-2010)将极限情况描绘办法引进地基标准9-10。小国20世纪80年代开端铁道部 分一直在进行关联的根底研讨作 业,这些年对高速铁路展开了系统的根底研讨，堆集了很多 勘测、描绘、施工、运营经历，已根本构成高速铁路工程建造技能标准系统，为地基处置极限 情况描绘发明了条件。展开铁路工程地基处證极限情况描绘办

8、法研讨不只含义严重,并且是 必要的、可行的。尽管已经有一些效果，但间隔实用期间还有一段间隔，有必要联系铁路路基 工程的特色系统展开地基处置极限情况描绘研讨°软土地棊处置极限情况法描绘转轨的思路 因为影响软土地基处置牢靠性的要素杂乱，且软土地革处置办法、品种多，各种办法有不一样 的特色，软土地基处置描绘从传统的定值描绘法转轨为极限情况法是一项十分杂乱的系统工 程，推动极限情况法在地基处宜描绘屮的使川，有必要以平稳过渡为准则。首先应遵从牢靠度 校准法，经过极限悄况描绘法描绘重现定值描绘法描绘的牢靠度等级。完结方式转轨，在此根 底上展开工程试描绘，研讨优化描绘模型、断定描绘各分项系数,树立

9、极限情况法描绘标准系 统，保证转轨的平稳过渡。整体选用三联系、两步走的极限情况办法导入途径，科研与描绘相 联系，专业研讨与工程实习相联系，国内研讨与国外调研相联系,分“方式转轨”和“树立系统”两 大过程推动转轨作业。(1)方式转轨期间。断定转轨实施方案的首要准则，拟定转轨作业实施 方案。对国内外关联范畴进行具体的调研，把握国内其他职业及国外地基处置有关极限悄况 描绘系统和技能发展情况，依据盂求展开关联支撑科研作业。对地基处置极限情况法和怎值 描绘法的理论系统进行系统剖析，拟定方针牢靠方针，树立分项系数l牢靠性方针zi'可的联系, 研讨拟定分项系数，编制转轨暂行规则，在描绘中一起选用暂行

10、规则和现行标准一起进行描 绘检算，及时将遇到的疑问汇总。(2)树立系统期间。选择既有铁路工程地基处置的代表性丄 点,联系工程现状进行反演剖析，比照现有标准描绘效果，调整方针牢靠方针、分项系数,树立极 限情况描绘农达式。在新建铁路工程小，-起展开地基处置的安全系数法和极限情况法描绘, 比照剖析安全系数法和极限情况法的描绘效果，校核和完善极限悄况法描绘办法，联系现场实 测参数，优化分项系数。树立工程数据搜集、处置、核算剖析渠道，为及时把握工程动态，完 善描绘标准及牢靠度方针供给支撐。完结软土路基地基处置的极限情况描绘系统，完结编制 并公布极限情 况法描绘标准。极限情况描绘的关键疑问极限情况描绘办法

11、是软基地基处置描绘办法的革新。耍完结这种转变,须要点研讨以下疑 问:(1)岩土参数核算剖析办法、散布型式及数字特征。岩土参数自身的变界性比人工材料的 大得多，这就需求很多试验样本数量做支撐,而实习工程中的某些参数的样本数量有限，怎么 依据有限的样木数量对参数进行概率核算，是工程师而临的一大疑问。从另一个方而说，选用 何种勘测办法才干与极限情况描绘配套，也是值得深入探讨的疑问。(2)极限情况方程的树立。 软土地基处置各种办法有不一样的特色，其质量保证水平区别很人，且其不断定性远远大于 布局工程或修建根底工程，这是地基处置选用极限情况描绘的难点，有必要対于排水固结、水 泥土桩、cfg桩等不一样的地

12、基处置办法，剖析各参数变界性对地基处置办法牢靠性的影响 程度,断定随机变量，树立极限情况描绘方程。(3)方针牢靠度方针的断定。因为岩土工程的 杂乱性，当前断定方针牢靠度还盂求依靠传统的安全系数。在这种情况下，大概联系多年来描 绘所堆集的工程经历进行广泛的核算剖析，对现行的铁路地基处置标准进行校准核算，以开 始断定方针牢靠度方针。(4)分项系数及描绘表达式的树立。在理论研讨、试验剖析、核算 核算以及校准核算的根底上，广泛调研国内既有铁路复合地基材料，并进行反演核算,最终捉 出铁路软土地基概率极限情况描绘办法的分项系数及描绘表达式。定论（1）当前铁路地基处置选用的定值描绘法以总安全系数k衡量地基的牢靠性,不思考描绘参 数的变界性，技能经济合理性相对鮫差，影响描绘质量。极限情况描绘办法以概率论为根底、 以牢靠度方针衡量牢靠性、以分项系数的描绘表达式进行描绘，可以全部反映影响安全的各 项要素，使用牢靠度理论全部修订描绘标准是世界发展趋势。（2）因为岩土工程性质杂乱，不 断定要素多,致使岩土工程牢靠度研讨发展缓