›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (7): 1865-1876.doi: 10.16285/j.rsm.2015.07.006

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

采空区上方高速铁路桥梁群桩基础模型试验研究

梁 鑫1, 2,程谦恭1,陈建明1,李良广3   

  1. 1. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院,四川 成都 610031;2. 广西科技大学 土木建筑工程学院,广西 柳州 545006; 3. 中铁十九局集团有限公司,辽宁 大连 116100
  • 收稿日期:2014-05-12 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 程谦恭,男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要从事地质工程、岩土工程研究工作。E-mail: chengqiangong@swjtu.edu.cn E-mail:85667644@qq.com
  • 作者简介:梁鑫,男,1979年生,博士研究生,讲师,主要从事岩土工程研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No. 41172260,No. 41372292,No. 51108393);高等学校博士学科点专项科研基金(No. 20110184110018);教育部创新团队资助(No. IRT13092)。

Model test on pile group foundation of a high-speed railway bridge above a goaf

LIANG Xin1, 2,CHENG Qian-gong1,CHEN Jian-ming1,LI Liang-guang3   

  1. 1. Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 2. Faculty of Civil Engineering, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou, Guangxi 545006, China; 3. China Railway 19th Bureau Group Co., Ltd., Dalian, Liaoning 116100, China
  • Received:2014-05-12 Online:2015-07-11 Published:2018-06-13

摘要: 目前有关采空区桥梁群桩基础的受力机制和沉降特性的研究成果还十分匮乏。以合肥-福州高速铁路官山底特大桥采空区群桩基础为原型进行缩尺模型试验研究。根据相似理论计算出模型相似常数,试验确定相似材料后进行模型制作,通过多级荷载试验获取了桩的内力,桩间土的应力,桩、承台、土和采空巷道顶板的沉降3大类数据,得出了模型中桩和桩间土的荷载特性和基础沉降规律。研究表明:采空区对桩承载力的影响与荷载大小成反比关系;所有桩均未出现桩侧负摩阻力,穿过采空区的桩的侧摩阻力分布重心下移程度较正常地层桩明显;采空区群桩不均匀沉降存在临界荷载值,超过此值后,采空区顶板岩土层与基础下正常岩土层的差异沉降不再增加。基于试验结果和理论分析,建立了以现有规范为基础的采空区单桩承载力计算公式和采空区群桩沉降计算公式。

关键词: 高速铁路, 采空区, 群桩基础, 模型试验, 承载力, 沉降

Abstract: Limit research effort has been made to explore the mechanism and settlement of high-speed railway bridge above goaf. With the pile group foundation of Guanshandi bridge in Hefei-Fuzhou high-speed railway as a prototype, a model test is carried out. According to the similarity theory, the similarity constants are derived and the similarity model materials are produced; and then the model setup is made. Based on multistage loading tests, three types of data are achieved including the internal forces of piles, stresses of soil among piles and the settlements of pile, pile caps, roof of goaf, the behaviors of piles and soils among piles as well as the settlement of goaf roof are determined. It can be found that the influence of goaf on the bearing capacity of pile is inversely proportional to the load. For all model piles, no negative skin friction is found to occur along pile shaft; and the center of the distributed skin friction in goaf descends significantly compared to those of the conventional piles. There is a critical value for the uneven settlement of pile group above goaf. If the settlement exceeds the critical value, the uneven settlement will stop growing. In addition, according to the test results and theoretical analysis, the equations for calculating bearing capacity and settlement of pile group above goaf are proposed based on the current code.

Key words: high-speed railway, goaf, group piles foundation, model test, bearing capacity, settlement

中图分类号: 

  • U 238
[1] 贺志军, 雷皓程, 夏张琦, 赵炼恒. 多层软土地基中单桩沉降与内力位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 655-666.
[2] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[3] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[4] 刘成禹, 陈博文, 罗洪林, 阮家椿, . 满流条件下管道破损诱发渗流侵蚀的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 1-10.
[5] 刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土 一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[6] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[7] 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126.
[8] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[9] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[10] 王东坡, 陈政, 何思明, 陈克坚, 刘发明, 李明清, . 泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3363-3372.
[11] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[12] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[13] 卢谅, 石通辉, 杨东, . 置换减载与加筋复合处理方法对路基不 均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3474-3482.
[14] 张雷, 王宁伟, 景立平, 方晨, 董瑞, . 电渗排水固结中电极材料的对比试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3493-3501.
[15] 杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧 道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
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[1] 楚锡华,徐远杰. 基于形状改变比能对M-C准则与 D-P系列准则匹配关系的研究[J]. , 2009, 30(10): 2985 -2990 .
[2] 刘豆豆,陈卫忠,杨建平,谭贤君,周喜德. 脆性岩石卸围压强度特性试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2588 -2594 .
[3] 卢应发,陈朱蕾,谢文良,吕志中. 垃圾卫生填埋中的一些岩土工程技术[J]. , 2009, 30(1): 91 -98 .
[4] 贾 强,应惠清,张 鑫. 锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用[J]. , 2009, 30(7): 2053 -2057 .
[5] 路军富,王明年,贾媛媛,喻 渝,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究[J]. , 2011, 32(3): 843 -848 .
[6] 党发宁 ,梁昕宇 ,田 威 ,陈厚群. 混凝土随机骨料模型尺寸效应的细观数值分析[J]. , 2009, 30(S2): 518 -523 .
[7] 王成华,安建国. 含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析[J]. , 2011, 32(S2): 580 -585 .
[8] 方 焘 ,刘新荣 ,耿大新 ,罗 照 ,纪孝团 ,郑明新 . 大直径变径桩竖向承载特性模型试验研究(I)[J]. , 2012, 33(10): 2947 -2952 .
[9] 胡万雨 ,陈向浩 ,林 江 ,况磊强 . 瀑布沟水电站砾石土心墙初次蓄水期原位钻孔渗流试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1259 -1263 .
[10] 朱 星 ,许 强 ,汤明高 ,付小敏 ,周建斌 . 典型岩石破裂产生次声波试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1306 -1312 .