铁路路基施工与维护 课件 6-1路基病害认知.pptx

铁路路基施工与维护;;路基沉降变形的表现形式:桩网结构桩间土沉降,基底脱空;临近施二或路基浸水导致沉降变形;区域地工扰动、地下水位降落面下沉;过渡段差异沉降;路基横向滑移并伴随沉降变形。;;

桩间土下沉导致基底脱空

该类病害主要与结构自身的特点相关。一方面受地质勘察精度限制,设计时对结构物的沉降处理措施不足，出现持续缓慢沉降;另一种为设计不当或施工控制不严格导致路基沉降变形。;临近线路堆载或或降水

高速铁路路基仍然以土石为建筑材料。土石填料包含了固、气、液三相物质，是不连续介质，直接暴露在大自然中,也直接受到人类活动的影响。路基附近的人类工程活动及生产生活都有可能造成路基填料应力一应变状态的改变,从而产生附加沉降变形。其中,邻近路基堆载及抽水、降水是对路基稳定产生影响最常见的两种人类活动。;区域地面沉降

区域地面沉降是一种缓变型地质灾害，与人类的经济、工程活动密切相关,长期以来直倍受社会各界的广泛关注。我国有多条高速铁路穿越地面沉降区域，给高速铁路运营带来了不利的影响。;斜坡路基横向变形

如右图所示，高速铁路长约31m,左堤右堑的斜坡路基。下行线一侧路堤高5~6m,坡面为六角形混凝土砌块满铺，坡脚设有片石混凝土挡墙;上行线为土质堑坡地段,堑高约13m。;我国冻土分布范围较广,冻结深度大于0.5m的冻土区约占国土面积的68.6%。其中,季节性冻土占46%,主要分布于我国东北、西北、华北地区。随着青藏铁路、哈大高速铁路等严寒地区铁路的建设,在冻土路基方面开展了一系列的试验研究，取得了大量成果和经验,初步形成了寒区冻土的冻胀性分类体系,提出了冻土路基冻胀变形控制措施及防冻胀结构,形成了成套的冻土路基设计、施工技术。然而,由于我国广袤地域的地质条件复杂,不同地区的气候差异明显,已建成的高速铁路路基在部分路段出现冻胀变形病害问题时有发生。;我国冻土分布范围较广,冻结深度大于0.5m的冻土区约占国土面积的68.6%。其中,季节性冻土占46%,主要分布于我国东北、西北、华北地区。随着青藏铁路、哈大高速铁路等严寒地区铁路的建设,在冻土路基方面开展??一系列的试验研究，取得了大量成果和经验,初步形成了寒区冻土的冻胀性分类体系,提出了冻土路基冻胀变形控制措施及防冻胀结构,形成了成套的冻土路基设计、施工技术。然而,由于我国广袤地域的地质条件复杂,不同地区的气候差异明显,已建成的高速铁路路基在部分路段出现冻胀变形病害问题时有发生。;粗粒土填料冻胀机理

高速铁路路基采用的粗粒土填料中细颗粒含量少,极少存在薄膜水，不产生或极少产生水分迁移,通常被认为是冻胀不敏感性材料,应用传统的冻土冻胀理论难以解释高速铁路路基粗粒土冻胀机理。;高速铁路路基冻胀特征

冻胀监测数据表明，典型高速铁路路基冻深发展可分为两个阶段，开始为冻深持续发展阶段,冻深呈持续增大趋势;后期为双向融化阶段,表现为深层冻结线逐步回缩上升,表层同时出现融化现象。如图所示。;高速铁路路基冻胀特征

典型高速铁路路基冻胀变形过程可分为四个阶段，分别为初始冻胀、快速冻胀、稳定冻胀、融沉等。;近年来部分既有高速铁路及在建高速铁路无砟轨道都相继出现了路基上拱变形现象,是继沉降变形病害之后较为突出的路基病害问题之一。无砟轨道扣件的调低能力仅有4mm，当上拱变形量较大时会给线路的维护带来很大困难,甚至难以达到正常运营要习求的线路标准。;引起路基上拱交形的原因，可分为以下三个方面：由膨胀土(岩)中的膨胀性物质遇水膨张、软化、崩解引起，多发生在低矮路堤及路堑段:路基填料掺加的生石灰未完全水化，线路建成后遇水发生水化膨胀反应；掺加水泥进行处置或改良的路基填料.在适当的温度与湿度作用下与硫酸盐发生化学反应生成结晶体。;无咋轨道路基翻浆病害特征

有咋轨道路基的土质基床翻浆是一种常见的基床病害。由于普速铁路基床土质不良或地下水发育,致使路基面浅层土质软化,形成泥浆,在列车动荷载作用下挤入道床,形成翻浆病害,时常发生在雨季或寒冷地区的春融期间。高速铁路的基床表层已采用级配碎石进行了强化处理,有轨道路基的翻浆现象已基本消除,极少产生，但近几年高速铁路无轨道路基的翻浆病害在潮湿多雨的部分地区时有出现。;翻浆形成机理

在降雨充沛地区,雨水下渗至无轨道基床表层,不能及时排出,局部形成饱和状态,级配碎石层中自由水在高速移动列车荷载反复作用下,产生较高的动水压。在靠近排水路径位置,动孔隙水压在基床表层内部形成较高的水力梯度,产生具有矢量性质的渗流力。渗流力在颗粒表面沿水的流向产生压力差对基床表层级配碎石颗粒产生驱动作用,由于列车运行过程中产生正负水力梯度从而对级配碎石颗粒产生循环驱动作用。;坡面局部坍滑破坏

高速铁路路基边坡坡面虽然普遍进行了防护,但在部分地区由于土体较松