文档名：循环荷载作用下浅埋坎儿井地基的稳定性研究
摘要：坎儿井是中西亚及我国新疆地区的特色地下水利工程结构.随着"一带一路"倡议的提出,在上述地区修建高速铁路不可避免地会遇到与坎儿井交汇问题.低矮路堤下隐伏浅埋的坎儿井暗渠可能会在高速列车荷载作用下塌陷,进而影响上部地基和路基的稳定.通过模型试验研究循环荷载作用下的浅埋坎儿井地基稳定性,探讨了暗渠埋深对地基土压力演变规律的影响,并结合PIV技术分析了地基土体的压缩变形特征及潜在破坏面.研究结果表明:1)随循环荷载增大,暗渠上方的土压力沿地表深度增加由先增后减的演化规律转变为持续减小,且最终均小于水平两侧的土压力;2)随着暗渠埋深增加,地基结构所能承受的最大循环荷载频率增加,在暗渠未完全塌陷时的地表沉降减小,但暗渠完全塌陷后的地表累计沉降也随之增大;不同暗渠埋深地基开始出现较大地表沉降变形的临界循环荷载频率均为5～10Hz;3)上覆荷载作用下,浅埋暗渠地基土体的高变形区域随暗渠埋深的增加由"倒锥型"转变为"漏斗型",潜在滑动破坏面在暗渠埋深达到7.5D(D为暗渠直径)后仅发展至暗渠上方;在暗渠埋深5.5D至7.5D之间存在循环荷载作用效果转折的临界点.试验结果为探讨坎儿井地区高速铁路地基的稳定性分析及破坏模式提供了参考依据.
Abstract：QanatisanundergroundwaterengineeringstructurewidelydistributedinwesternandcentralAsia,andXinjiangregionofChina.Withtheproposalofthe'BeltandRoadInitiative',thenewlyconstructionofhigh-speedrailwaywillinevitablyencountertheproblemofintersectionwithqanatintheaboveareas.Thehiddenshallowqanatculvertsunderlowembankmentsmaycollapseundertheloadofhigh-speedtrains,affectingthestabilityoftheupperfoundationandsubgrade.Alarge-scalemodeltestwasutilizedtostudythestabilityofshallowqanatfoundationundercyclicload.Theearthpressureandthecompressiondeformationcharacteristicsaffectbyqanatdepthwasdiscussed,whilethepotentialfailuresurfaceofsoilmasswasanalyzedcombinedwithPIVtechnology.Theresultsaredrawnasfollows.Theearthpressureabovetheculvertchangesfrom'firstincreasingandthendecreasing'to'continuouslydecreasing'alongthesurfacedepthwiththeincreaseofcyclicload,andareeventuallyallsmallerthanbothsidesofthehorizontal.Meanwhile,increasingtheqanatdepthcanalsoreducethesurfacesettlementrateandincreasetheultimatecyclicloadwhichfoundationstructurecanbear.However,theaccumulatedsettlementwillincreasewhentheqanatstructurecompletelycollapsed.Thecriticalcyclicloadfrequencyforthesurfacebegintoappearlargedeformationareall5～10Hzforeachfoundation,andthehighdeformationareaoffoundationchangesfrom'invertedconetype'to'funneltype'withtheincreaseofqanatdepth.Whentheburieddepthreaches7.5D(Disthediameteroftheqanat),thepotentialslidingfailuresurfaceonlyextendsabovetheqanat,indicatingtheeffectofcyclicloadhasacriticalturningpointbetween5.5Dand7.5D.Theresultsprovideareferenceforthestabilityanalysisandreinforcementtreatmentofhigh-speedrailwayfoundationintheqanatregion.
作者：张冲 田凯元 袁胜洋 翟伟 闵琦 宋瑾阳 陈伟志 刘先峰 Author：ZHANGChong TIANKaiyuan YUANShengyang ZHAIWei MINQi SONGJinyang CHENWeizhi LIUXianfeng
作者单位：西南交通大学土木工程学院,四川成都610039;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,四川成都610039中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610031西南交通大学土木工程学院,四川成都610039;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,四川成都610039;新疆工程学院土木工程学院,新疆乌鲁木齐830023
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(1)
分类号：TU43
关键词：循环荷载 模型试验 坎儿井地基 破坏模式 稳定性
Keywords：cyclicload modeltest qanatfoundation failuremode stability
机标分类号：U213.7TU432U455.43
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，中铁二院工程集团有限责任公司科研项目循环荷载作用下浅埋坎儿井地基的稳定性研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(1)张冲 田凯元 袁胜洋 翟伟 闵琦 宋瑾阳 陈伟志 刘先峰坎儿井是中西亚及我国新疆地区的特色地下水利工程结构.随着"一带一路"倡议的提出,在上述地区修建高速铁路不可避免地会遇到与坎儿井交汇问题.低矮路堤下隐伏浅埋的坎儿井暗渠可能会在高速列车荷载作用下塌陷,进而影响上...参考文献和引证文献
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