湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降分析

摘要：随着我国经济的增长，交通运输也随之在不断发展，加之对西部的开发战略的实施，西北湿陷性黄土地区高速铁路的建设在不断增多，但西北地区黄土具有湿陷性等特殊特性，而高速铁路由于运行速度快，对具体技术要求比较高，因此对铁路路基的要求也是非常严格的。在湿陷性黄土地区进行高速铁路的建设一定要充分了解土体特征，对路基沉降做好充分的预测和计算，来采用有效措施进行路基的处理，防止沉降或塌陷，这对交通的安全是十分重要的。本文主要通过对黄土地区的湿陷性以及其影响因素进行分析，探讨其地基处理的方式，为高速铁路的建设提供一定的参考。

　　关键词：湿陷性黄土;高速铁路;路基沉降

　　在我国经济飞速发展的同时，对交通运输业的要求越来越高，我国高速铁路的技术发展一直处于很高的水平。目前，我国黄土地区一直存在的一个问题就是，随着动力荷载的作用，黄土土体的湿陷性特性导致地基的沉降，地基沉降超出一定范围就会影响高速铁路的运行。而高速铁路必须具备平顺性、高稳定性、高精度以及少维修等特点。要想实现高速铁路的这些要求，就要保证地基的完好，避免沉降、变形等问题。

　　1我国黄土地区高速铁路现状

　　在铁路运行过程中，机械振动荷载、交通荷载等很多动荷载都会影响地基的稳定性，严重的形成地基沉降。研究表明，铁路地基在车辆的动荷载长期影响下的振动会使地基以及基床产生不可恢复性的变形，这是导致地基沉降的主要原因。目前我国湿陷性黄土地区铁路工程在试验方面还不够规范，没有足够的振陷性试验来保证地基的可靠性。在进行高速铁路建设前，对黄土土体的地质勘探以及分析做的还不到位，对于沉降的计算以及评价还不够完善，需要进一步的完善来加强施工前准备，来更好的满足工程要求。

　　2湿陷性黄土土体特征

　　黄土是一种比较特殊的土质，湿陷性是黄土土体最为明显的一个特征。在工程地质问题中，黄土的湿陷性是一种比较严重的问题，这种问题主要来源于土体中水的作用以及上部压力的作用。对于黄土进行研究时，首先要注意土体是否具有湿陷性，其次是导致湿陷性的原因是来自于土体内部还是来自于外部荷载。最后，通过湿陷等级来对黄土地基进行评价。在不同区域会显示为不同的特性，因此需要对黄土的埋深、含水率以及压缩系数进行研究，以便为土体的沉降性提供足够的依据。

　　3湿陷性黄土地区高速铁路地基沉降计算及路基沉降预测

　　3.1湿陷性黄土地区高速铁路地基沉降计算

　　高速铁路地基沉降像建筑地基沉降一样，是土力学以及工程实践的研究中一个非常重要的内容。计算机技术的发展为地基沉降的测算减轻了很大的工作量，但在实际工程中还存在着很多的困难。对地基沉降的测算不仅需要高技术的人员、测量手段，还需要一定理论体系的支撑，而目前应用的很多计算方法并不够完善，很多没有考虑到土体的自重以及外在应力的传递对土体特征带来的影响，而这部分影响是不容忽视的。因此在对地基沉降测算进行研究的过程中一定要充分将理论与实践进行结合。在地基沉降计算中，应用比较广泛的主要有弹性理论计算、工程实用法、经验法以及数值计算法。弹性理论计算即将土体视为弹性体并以位移解为依据来确定弹性阐述，从而计算土体中的应力;工程实用法中最常用的有三向有效应力法、单向压缩沉降法、切线模量法、三向压缩法和应力路径法。经验法一般只适用于土体比较均匀的情况，而对于土层之间没有明显的相关关系的多层地基是很难适用的。

　　3.2湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降预测

　　随着科技水平的发展，路基信息化施工在不断完善，而对路基沉降的预测一直是不容忽视的一个问题。在工程实践中路基沉降是一个比较复杂的问题，在测算过程中还存在着很多差异。而高速铁路对路基的质量以及行车的舒适程度的要求是比较高的，以前的一些对路基沉降进行控制的理论在适用性上海存在着很大的差异性，所以对现场进行沉降资料的观测、收集、整理对沉降测算是非常必要的，通过反演的方式对地基土参数进行分析是进行地基沉降预测的一个重要思路。

　　4湿陷性黄土地区高速铁路地基动力沉降

　　在地基土体上部往返进行的荷载所产生的沉降称之为动力沉降。动力沉降主要来自于土体的软化以及土体的变形，正是由于这种往返荷载所形成的剪力才使得土体变软、模量降低，最终产生了一定的振陷值。需要通过动力沉降软化模式来进行研究，并对土体的这种软化效果进行分析。动力荷载所引起的地基沉降一般有两种形式，一种是由于路基上部无砟轨道产生的瞬间振动所导致的不均匀沉降，进而引起轨道的倾斜，另一种是在湿陷性黄土土体上不断进行的交通产生的荷载使得地基表现出不均匀的沉陷。这种动力荷载的长期性以及瞬时性会使土体形成残余变形。对高速铁路地基在交通荷载下所产生的沉降进行分分析，以动力沉降残余变形模式进行黄土动力加载的分析研究是极其重要的。

　　具体试验中的计算需要以动力有限元的分析方法来完成，在本次试验中需要通过对原始的黄土土样进行采集，来测算各项指标，通过对影响土体湿陷性的因素进行分析来配合试验研究，当地基环境发生一定的改变，加之增湿、振陷等情况的发生，会使地基沉降发生明显增大。

　　5湿陷性黄土地区高速铁路工程地质分区

　　随着我国铁路交通的发展，对黄土地区建筑、道路的发展建设也在不断增多。对黄土地区的建设需要以一定的标准来进行简单的分区，以更好的进行测算以及实际施工。地质分区原则主要有两种。第一，通过工程地质的成因来指导实践，通过黄土的相对湿度、土层厚度以及地下水的深度等指标来完成分区。目前这种分区原则应用比较广泛，但这种方式必须建立在大量的实际数据资料基础上，对地质条件进行全面的测算才能实现综合分析。第二，需要足够的实际资料，结合具体湿陷性黄土的工程地质条件以及工程因素等多方面的条件进行分区，这种方式本身就是一个比较综合性的分析，需要对各个要素以及相互之间的关系有充分的了解。两种原则都具有其独特的实用价值，在工程地质工作中都占有一席之地。

　　6湿陷性黄土地区高速铁路地基处理技术方案

　　对湿陷性黄土地区的高速铁路路基进行处理主要在于对黄土湿陷性的消除，通过减少黄土地基的压缩性来提高地基的承载力。在工程实践中，对湿陷性黄土地基的处理主要有强夯法、灰土挤密桩法以及换土垫层法等。这些方式在我国的工程实践的地基处理上的应用都是比较广泛的，灰土挤密桩法比较适用于处理深度大的地基。强夯法在对湿陷性黄土地基处理中的应用中是比较常见的，而且应用技术也比较成熟。湿陷性黄土对铁路线路的影响是比较大的，这种承载力差的土质很容易会引起塌陷，因此进行预先处理，对减少地基沉降是十分必要的。在实际地基处理应用上，需要充分结合当地的土质特征来选择相应的处理技术。

　　黄土的湿陷性对高速铁路地基沉降是一个非常严重的问题，湿陷性黄土地区地基处理是一个比较复杂的系统工程，需要对具体的土质、以及地区性的土体的规律性具有充分的了解，在实际施工前，一定要进行足够的实际测算以及理论分析，通过对黄土土体特征、地基沉降、路基动力沉陷等内容有足够的分析研究，来进行地基沉降的预测。为了更好的研究湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降问题，需要进行长期的检测、调查，通过实际试验来为研究提供足够的数据支持，更好的服务于工程实践。

　　参考文献：

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