三维有限元分析长短桩对路基不均匀沉降的影响

"秦晓光等人的论文‘长短桩处理路基不均匀沉降三维有限元分析’探讨了在高铁站场改建工程中的地基处理问题，特别是如何减少不均匀沉降对无砟轨道的影响。他们利用三维有限元模型研究了不同刚度桩型(如PHC桩和搅拌桩)对过渡段沉降形态的影响。研究表明，PHC桩加固区与搅拌桩加固区间存在显著的沉降差异，可以近似看作两个相切的半余弦函数，其余弦半径大约为15米。尽管增大桩的弹性模量能够改变地基的变形，但对减少不均匀沉降的效果并不明显。因此，他们提出了采用长短桩组合的方式来优化过渡段的沉降，以降低不均匀沉降对轨道稳定性的影响。 这篇论文的背景是高速铁路的无砟轨道建设，对于这种轨道来说，路基的微小不均匀沉降都可能导致严重的结构问题。由于无砟轨道缺乏传统的道砟调整能力，所以对路基沉降的控制要求更为严格。文中引用的规范规定，路基与桥梁或隧道交界的差异沉降应小于5mm，沉降造成的折角不应超过1/1000。为了应对这一挑战，工程实践中有时会用到不同类型的桩基，但这可能导致新的问题——不同桩型间的沉降差异。文献指出，当桩基弹性模量达到一定水平后，对基础沉降的影响会减小，但这篇研究显示，在某些情况下，单纯提高桩的刚度可能不足以解决不均匀沉降问题。 论文提出的解决方案——长短桩结合，旨在通过调整桩的长度和刚度分布，更有效地分散荷载，减少沉降差异。这种方法有助于改善过渡段的稳定性，适应不同的地基条件，同时满足高速铁路对路基沉降控制的严格要求。这一研究对高铁和其他基础设施建设中的地基处理提供了重要的理论依据和技术参考。"