Shaking table study on the seismic dynamic behavior of high-speed railway subgrade with pile network composite-reinforced soil
01摘要
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高速铁路路基采用桩网组合结构，但对其地震动力响应研究较少，限制了对其抗震性能的准确评估。本文对某桩网复合加固土高速铁路路基进行了振动台试验，利用粒子图像测速技术分析边坡运动和传感器数据，评估了路基的整体动力响应特性。研究结果表明，地震活动引起路基整体沉降，变形分为三个阶段，根据输入的地震振幅，分别为0.1~0.4g（缓慢增加）、0.4~0.6g（较快增加）和0.6~1.0g（快速增加）。土工格栅的加入有助于耗散地震能量，从而降低沿高程的峰值加速度放大。土工格栅加固可以缓解路基增加的动土压力，提高局部稳定性。此外，随着地震波振幅的增大，土工格栅应变也随之增大，导致不稳定区随着高程的增加从斜坡向路基中心逐渐扩展。
02图表
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03结论
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本文通过大型振动台试验，对桩网复合加筋土高速铁路路基的抗震性能进行了研究，通过分析路基内部加速度、动土压力、土工格栅应变和CFG桩弯矩等参数，了解路基在地震作用下的动力响应特性。主要结论如下：（1）地震作用引起路基整体下沉，坡面发生位移，坡底土体挤压，但未发生明显破坏，顶板出现明显的位移错位。路基变形分为3个阶段：0.1～0.4g的缓慢变形阶段，0.4～0.6g的较快增长阶段，0.6～1.0g的快速增长阶段。（2）随着输入地震波幅值的增大，基波频率降低，幅值增大。路基内峰值加速度表现出基于高程的放大效应，在0.1至0.6g之间减小，在0.6至1.0g之间增强。土工格栅的安装可以缓解部分地震能量，从而降低沿高程的放大效应。（3）动土压力较高的区域主要位于路基的边坡底部。动土压力在路基与地基交界处增大，但在路基内由于砾石层和土工格栅的存在而减小。路基大部分区域累计残余动土压力为15kPa，表明路基比较稳定。土工格栅还能有效阻断地震力的传递，从而提高局部稳定性。（4）土工格栅中的应变随地震波振幅在0.1至0.8g之间增加。超过此值，外部峰值应变继续增加，而内部峰值应变减小。随着高程的增加，不稳定性从边坡发展到路基中部。 (5) CFG桩经历的最大峰值弯矩和增量弯矩的截面位于桩高的20%和80%，突出了抗震设计需要关注的区域。
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