塑料排水板地基侧向变形的模型试验与仿真分析

为探明不同预压模式下塑料排水板(prefabricated vertical drains,PVD)处理软土地基的侧向变形特性,以指导软土地区相关工程的设计与施工,通过室内大比例模型试验对比分析堆载预压和真空联合堆载预压下PVD地基的侧向变形特性。此外,结合有限元仿真分析,系统研究真空联合堆载预压下堆载速率(LR)、堆载大小(p_(s))和真空压力大小(|p_(v)|)对PVD地基侧向变形的影响规律。研究表明:真空联合堆载预压相较堆载预压可以匹配更快的堆载速率和更大的堆载,且达到最大堆载后的后续固结阶段,PVD地基的向外侧向变形并无明显增长,反观堆载预压工况,地基的最大向外侧向变形仍可增长达10%,局部深度位置侧向变形可增长超30%。真空联合堆载预压下PVD地基的侧向变形轮廓整体随p_(s)与LR的增加及|p_(v)|的减小而向预压区外侧移动,且地基的侧向变形速率及最大向外侧向变形(δ_(om))深度随之增加。此外,堆载施加过程中PVD地基的向外侧向变形呈阶梯型规律增加,其最大值δ_(om)近似随p_(s)增加而线性增大,随LR增加及|p_(v)|减小而非线性增长。同等荷载改变量下,|p_(v)|的改变相较于ps改变对地基侧向变形的影响更为显著。研究结果可为真空联合堆载预压处理软土地基的分析与设计提供参考。

新型预应力路基的静动载试验系统及应用分析

为深入研究静力加载与列车循环动荷载作用下新型预应力路基的工作性状,研制缩尺预应力路基模型试验系统(包括相似设计、模型箱构建、路基模型填筑、轨道结构设计、预应力施加方法、静力加载系统和列车动荷载模拟),开展不同预应力和列车轴重下的静动力模型试验,通过监测路基各测点处的竖向和侧向变形、加速度和动位移,量化分析施加水平预应力对路基性能的改善规律,深入分析预应力构件与路基结构的协同工作机理。研究结果表明,施加的预应力经扩散后可引起路基面产生隆起变形,当单排侧压力板施加100 kPa预压应力后,路基面最大隆起量为0.062 mm;荷载板试验中,相较于无预应力工况,预应力100 kPa下各测点处的沉降量下降了9.93%~15.77%。此外,预应力可限制荷载作用下路基坡面的外挤变形;列车动荷载试验下,各测点处的加速度和动位移均随预应力的增加而减小;预应力100 kPa下测点处的动位移幅值为无预应力工况下的82.97%~91.63%,说明施加预应力对路基的动力变形存在切实的抑制效应。研制的预应力路基静动载模型试验系统,为揭示水平预应力对路基静动力性能的强化机制提供了切实可行的物理和试验技术平台,获得的分析结果对明晰预应力加固对铁路路基服役性能的影响规律具有指导意义。