【高速铁路路基结构沉降理论基础概述2100字】

高速铁路路基结构沉降理论基础概述目录TOC\o"1-3"\h\u17716高速铁路路基结构沉降理论基础概述 图24所示。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11无砟轨道双线标准路堤横断面图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s12无砟轨道双线标准路堑横断面图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s13无砟轨道单线标准路堤横断面图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s14无砟轨道单线标准路堑横断面路基排水设备排水设备属路基的附属建筑物、分地面排水设备和地下排水设备两类。地面排水设备用以拦截地面径流，汇集路基范围内的雨水并使其畅通地流向天然排水沟谷，以防止地面水对路基的浸蚀：冲刷而影响其良好状态，主要包括排水沟侧沟、天沟。地下排水设备用以拦被、疏导地下水和降低地下水位以改善地基上和路基边坡的工作条件，防止或避免地下水对地基和路基体的有害影响，主要有排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等。路基防护路基防护设备用以防止或削弱风霜雨雪、气温变化及流水冲刷等各种自然因素对路基体所造成的直接或间接的有害影响。常用的防护设备包括坡面防护和冲刷防护。为了防止路基边坡和坡脚受坡面雨水冲刷，防止日晒雨淋引起土的干湿循环，防止气温变化引起土的冻融变化等因素影响边坡的稳固，常采用坡面防护。为了防止河水对边坡、坡脚或坡脚处地基不断的冲刷和淘刷，应设冲刷防护。防护位置和所采用的类型视水流与运动规律和防护要求而定。路基接口为了满足高速客运专线“四电集成”指电气、信号、通信、牵引）的需要，在路基工程中，需要为安装相关构筑物预留接口，相关的设计称之为接口设计。高速铁路路基沉降机理从土体受力过程看，土体在受到荷载的作用后会发生两种变形，即形状变形和体积变形。形状变形主要是剪应力引起，剪应力超限会破坏土体，从而使土体不断发生变形。而正应力则引起体积变形，体积变形只会减少土体体积，并不会使土体整体发生破坏。本文主要研宄计算正应力引起体积变形的沉降ADDINNE.Ref.{A7FBCDD6-91D3-4E7B-9597-3854A3909DC4}[30]。从土体变形过程看，土体在受到荷载的作用分为两部分；一是荷载作用使土体颗粒压缩，土体在受到压力下会产生侧胀和压缩，由于土颗粒本身的压缩量很小，在一定的压力范围内，土体不会产生特别明显的变化，可忽略不计；二是主要变形部分，土体颗粒孔隙中的水或其他流体在受到力的作用而排出，土体在受力之后，颗粒之间作用力增强，互相挤压，流体随着压力的作用从孔隙排出，降低了土体的孔隙比，压缩了土体体积，从宏观上看，即土体发生了沉降变形ADDINNE.Ref.{91847291-52FE-412A-AA6E-19DFC9BAB5FB}[31]。高速铁路路基沉降组成高速铁路路基沉降可分为瞬时沉降Sd、固结沉降Sc（t）和次固结沉降Ss（t）三个部分，如所示，总沉降的计算公式可表示为：S图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s15路基沉降组成瞬时沉降瞬时沉降是外部荷载作用的瞬间，土体中的孔隙水不能及时排出时所发生的路基沉降，其实质是土体在不排水条件下加载产生的剪切变形引起的竖向位移，土体只发生形变并没有发生体变。瞬时沉降量的影响因素很多，主要的是加载方式和加载速率，这是由于不同增量加载时刻，土中有效应力随着土体的固结而增大，土体的变形模量也相应增大。固结沉降固结沉降是荷载置于地基上后，随着时间的增长，孔隙水从土体中排出，土体体积随之减小，地基逐渐发生沉降。在此阶段水流的速率受到土的孔隙压力、渗透性以及压缩性的影响，随着孔隙压力的消散，水流的速率将降低，随后孔隙压力消散基本完成，达到不变的有效应力状态。这部分变形为固结变形，与时间有关，且主要发生体积的变化，对应的沉降为固结沉降。次固结沉降在稳定的荷载作用下，路基土中的超孔隙水压力完全消散后，固结沉降完成。但土体仍然会出现沉降变形，这是由于路基土中土颗粒骨架在持续荷载作用下蠕变引起的，称为次固结沉降。瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降并不是完全独立分开的三个过程，它们都是在加载瞬间就开始发生的，只是在不同阶段以一种沉降变形为主而已，且不同性状的土三个组成部分的相对大小和发生时间是不同的。通常在地基处理设计中所计算的都是固结沉降量。上述的三部分沉降变形，只考虑了在法向力作用下的变形，忽略了剪应力引起的变形。运营期高速铁路路基沉降特征高速铁路对行车平顺性有很高要求，且无砟轨道结构在高速铁路使用较多，运营期高速铁路对沉降变形特别是不均匀沉降变形有严格的要求。通常路基结构在铺设无砟轨道时完成了大部分的沉降变形，即在铺轨时地基土达到了较高的固结度。运营期的路基结构沉降变形主要包括包括未完成的固结部分和次固结部分，此