土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

 　　土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

　　在分析土工格室加固铁路软弱基床机理的基础上,结合工程实例,对土工格室加固铁路软弱基床进行了三维有限元分析。计算中采用D rucker-prager模型模拟土体的材料非线性,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能。计算结果表明:土工格室模量越大加筋效果越显著;基床填料模量的增大对减小土工格室加筋基床的总沉降和差异沉降有较明显的效果,而对减小基床土的水平位移影响较小;填料模量的增大对减小路堤底面附加应力有显著效果,可使路堤底面附加应力分布更为均匀。

　　基床直接承受列车荷载的动力作用,同时又处于外界环境的强烈影响之下,因而是路堤结构中最薄弱的部分之一。目前,基床病害是道路工程中分布最广、数量最多的病害之一,并且随着列车轴重、运量及时速的提高有日趋严重的趋势。土工格室是一种立体型加固体系,且具有强度高、稳定性好、质轻和易于搬运、适宜温度范围大、使用寿命长等特性。基床铺设土工格室后,可明显改善基床的受力性能。目前土工格室已广泛应用于铁路及公路路基的加固工程中,国内外学者也开展了一些对于其加固效果的研究工作。陈艳平对土工格室碎石垫层—碎石桩复合地基的承载力与变形特性进行了试验研究。傅珍应用有限元方法分析了土工格室铺于新老路基结合处不同层位时对路基顶面各关键点的侧向位移、竖向沉降和最大差异沉降的影响。刘建奇对土工合成材料在冻土地基工程中的应用进行了研究,探讨了土工格室加固冻土地基的机理。国外,Sidnei研究了土工格室筋材的拔出阻力。Kevin基于极限平衡方法对比了2种土工格栅对路基承载力的影响。