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高速铁路采空域桥基变形物理模式试验研究

来源:中国三农资讯网select= 发表时间:2014-04-21 11:08:02 作者:赵龙

  第1章绪论

  1.1论文研究意义

  采空区是指地下矿产被人为挖掘而遗留的空洞。由于幵采过程中,土体初始平衡应力遭到破坏,致使采空区产生逐渐变形,其上方土体缓慢沉降,很可能导致釆空区上方建筑物由于地基失稳而破坏,进而威胁人们生命财产安全。近年来,由于高速铁路建设的不断进行及煤炭资源的不断开采,很多高铁线路都要穿过煤矿及其釆空区,釆空区的存在对高铁建设的影响逐步扩大。由于高速铁路的建设的要求极其严格,对于不可避免地要穿过采空区的高速铁路而言,若采空区处发生沉降或者出现了不均匀变形,将会对高铁的桥涵工程及其附属结构造成巨大影响和破坏。若由采空区的变形导致桥基的不均匀沉降量过大,则会造成铁路线路的平顺性较差,从而引起列车振动和轮轨动力作用增大,导致列车运行过程中受到巨大的冲击力作用;列车在平稳、舒适、安全性的指标方面受到严重影响,甚至_导致列车脱轨[58]。因此,对于高速铁路采空区上方桥基变形进行研究显得格外重要,意义重大。然而,纵观国内外相关文献和资料,大都是关于高速公路釆空区上方路基或者釆空区上方建筑物的稳定性的研究,对于高速铁路采空区上方桥基的研究相当缺乏。因此这是一个比较新的研究课题。为了研究的方便,我们将采取物理模型试验作为研究手段。物理模型试验比较直观,可定性或定量地反映桥梁基础穿过采空区时的受力、变形特性,以及采空区顶板稳定性变化特征,可与数学模型相互验证;尤为重要的是通过物理模拟试验,我们可以对复杂的地下工程结构、复杂的地质构造以及复杂的地下岩层组合关系进行较为全面地、真实地模拟[I6]。试验在某种程度上就是隔离和控制,利用物理模型试验,我们可以重点研究模型原型在某些方面的特性,而不用全面顾及其他方面的特性。国内已经有许多单位和院校利用模型试验来研究采空地区变形规律和采空区建筑地基稳定性的成功例子这为我们在物理模型试验中研究采空区上方桥梁基础受力和变形特性提供了参考依据,也可作为本物理模型试验的材料选择、模型方案制作、数据采集与处理的范例。综上所述,通过物理模型试验来研究高速铁路采空区上方桥基受力和变形特性,可以得到比较直观可靠的结论,可为釆空区上方桥梁基础稳定性评价提供依据,具有重要的理论和实际意义。

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