濕陷性黃土地區高速鐵路路基沉降分析

摘要：隨著我國經濟的增長，交通運輸也隨之在不斷發展，加之對西部的開發戰略的實施，西北濕陷性黃土地區高速鐵路的建設在不斷增多，但西北地區黃土具有濕陷性等特殊特性，而高速鐵路由于運行速度快，對具體技術要求比較高，因此對鐵路路基的要求也是非常嚴格的。在濕陷性黃土地區進行高速鐵路的建設一定要充分了解土體特征，對路基沉降做好充分的預測和計算，來采用有效措施進行路基的處理，防止沉降或塌陷，這對交通的安全是十分重要的。本文主要通過對黃土地區的濕陷性以及其影響因素進行分析，探討其地基處理的方式，為高速鐵路的建設提供一定的參考。

關鍵詞：濕陷性黃土;高速鐵路;路基沉降

在我國經濟飛速發展的同時，對交通運輸業的要求越來越高，我國高速鐵路的技術發展一直處于很高的水平。目前，我國黃土地區一直存在的一個問題就是，隨著動力荷載的作用，黃土土體的濕陷性特性導致地基的沉降，地基沉降超出一定范圍就會影響高速鐵路的運行。而高速鐵路必須具備平順性、高穩定性、高精度以及少維修等特點。要想實現高速鐵路的這些要求，就要保證地基的完好，避免沉降、變形等問題。

1"我國黃土地區高速鐵路現狀

在鐵路運行過程中，機械振動荷載、交通荷載等很多動荷載都會影響地基的穩定性，嚴重的形成地基沉降。研究表明，鐵路地基在車輛的動荷載長期影響下的振動會使地基以及基床產生不可恢復性的變形，這是導致地基沉降的主要原因。目前我國濕陷性黃土地區鐵路工程在試驗方面還不夠規范，沒有足夠的振陷性試驗來保證地基的可靠性。在進行高速鐵路建設前，對黃土土體的地質勘探以及分析做的還不到位，對于沉降的計算以及評價還不夠完善，需要進一步的完善來加強施工前準備，來更好的滿足工程要求。

2"濕陷性黃土土體特征

黃土是一種比較特殊的土質，濕陷性是黃土土體最為明顯的一個特征。在工程地質問題中，黃土的濕陷性是一種比較嚴重的問題，這種問題主要來源于土體中水的作用以及上部壓力的作用。對于黃土進行研究時，首先要注意土體是否具有濕陷性，其次是導致濕陷性的原因是來自于土體內部還是來自于外部荷載。最后，通過濕陷等級來對黃土地基進行評價。在不同區域會顯示為不同的特性，因此需要對黃土的埋深、含水率以及壓縮系數進行研究，以便為土體的沉降性提供足夠的依據。

3"濕陷性黃土地區高速鐵路地基沉降計算及路基沉降預測

3.1"濕陷性黃土地區高速鐵路地基沉降計算

高速鐵路地基沉降像建筑地基沉降一樣，是土力學以及工程實踐的研究中一個非常重要的內容。計算機技術的發展為地基沉降的測算減輕了很大的工作量，但在實際工程中還存在著很多的困難。對地基沉降的測算不僅需要高技術的人員、測量手段，還需要一定理論體系的支撐，而目前應用的很多計算方法并不夠完善，很多沒有考慮到土體的自重以及外在應力的傳遞對土體特征帶來的影響，而這部分影響是不容忽視的。因此在對地基沉降測算進行研究的過程中一定要充分將理論與實踐進行結合。在地基沉降計算中，應用比較廣泛的主要有彈性理論計算、工程實用法、經驗法以及數值計算法。彈性理論計算即將土體視為彈性體并以位移解為依據來確定彈性闡述，從而計算土體中的應力;工程實用法中最常用的有三向有效應力法、單向壓縮沉降法、切線模量法、三向壓縮法和應力路徑法。經驗法一般只適用于土體比較均勻的情況，而對于土層之間沒有明顯的相關關系的多層地基是很難適用的。

3.2"濕陷性黃土地區高速鐵路路基沉降預測

隨著科技水平的發展，路基信息化施工在不斷完善，而對路基沉降的預測一直是不容忽視的一個問題。在工程實踐中路基沉降是一個比較復雜的問題，在測算過程中還存在著很多差異。而高速鐵路對路基的質量以及行車的舒適程度的要求是比較高的，以前的一些對路基沉降進行控制的理論在適用性上海存在著很大的差異性，所以對現場進行沉降資料的觀測、收集、整理對沉降測算是非常必要的，通過反演的方式對地基土參數進行分析是進行地基沉降預測的一個重要思路。

4"濕陷性黃土地區高速鐵路地基動力沉降

在地基土體上部往返進行的荷載所產生的沉降稱之為動力沉降。動力沉降主要來自于土體的軟化以及土體的變形，正是由于這種往返荷載所形成的剪力才使得土體變軟、模量降低，最終產生了一定的振陷值。需要通過動力沉降軟化模式來進行研究，并對土體的這種軟化效果進行分析。動力荷載所引起的地基沉降一般有兩種形式，一種是由于路基上部無砟軌道產生的瞬間振動所導致的不均勻沉降，進而引起軌道的傾斜，另一種是在濕陷性黃土土體上不斷進行的交通產生的荷載使得地基表現出不均勻的沉陷。這種動力荷載的長期性以及瞬時性會使土體形成殘余變形。對高速鐵路地基在交通荷載下所產生的沉降進行分分析，以動力沉降殘余變形模式進行黃土動力加載的分析研究是極其重要的。

具體試驗中的計算需要以動力有限元的分析方法來完成，在本次試驗中需要通過對原始的黃土土樣進行采集，來測算各項指標，通過對影響土體濕陷性的因素進行分析來配合試驗研究，當地基環境發生一定的改變，加之增濕、振陷等情況的發生，會使地基沉降發生明顯增大。

5"濕陷性黃土地區高速鐵路工程地質分區

隨著我國鐵路交通的發展，對黃土地區建筑、道路的發展建設也在不斷增多。對黃土地區的建設需要以一定的標準來進行簡單的分區，以更好的進行測算以及實際施工。地質分區原則主要有兩種。第一，通過工程地質的成因來指導實踐，通過黃土的相對濕度、土層厚度以及地下水的深度等指標來完成分區。目前這種分區原則應用比較廣泛，但這種方式必須建立在大量的實際數據資料基礎上，對地質條件進行全面的測算才能實現綜合分析。第二，需要足夠的實際資料，結合具體濕陷性黃土的工程地質條件以及工程因素等多方面的條件進行分區，這種方式本身就是一個比較綜合性的分析，需要對各個要素以及相互之間的關系有充分的了解。兩種原則都具有其獨特的實用價值，在工程地質工作中都占有一席之地。

6"濕陷性黃土地區高速鐵路地基處理技術方案

對濕陷性黃土地區的高速鐵路路基進行處理主要在于對黃土濕陷性的消除，通過減少黃土地基的壓縮性來提高地基的承載力。在工程實踐中，對濕陷性黃土地基的處理主要有強夯法、灰土擠密樁法以及換土墊層法等。這些方式在我國的工程實踐的地基處理上的應用都是比較廣泛的，灰土擠密樁法比較適用于處理深度大的地基。強夯法在對濕陷性黃土地基處理中的應用中是比較常見的，而且應用技術也比較成熟。濕陷性黃土對鐵路線路的影響是比較大的，這種承載力差的土質很容易會引起塌陷，因此進行預先處理，對減少地基沉降是十分必要的。在實際地基處理應用上，需要充分結合當地的土質特征來選擇相應的處理技術。

黃土的濕陷性對高速鐵路地基沉降是一個非常嚴重的問題，濕陷性黃土地區地基處理是一個比較復雜的系統工程，需要對具體的土質、以及地區性的土體的規律性具有充分的了解，在實際施工前，一定要進行足夠的實際測算以及理論分析，通過對黃土土體特征、地基沉降、路基動力沉陷等內容有足夠的分析研究，來進行地基沉降的預測。為了更好的研究濕陷性黃土地區高速鐵路路基沉降問題，需要進行長期的檢測、調查，通過實際試驗來為研究提供足夠的數據支持，更好的服務于工程實踐。

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