预应力水平和加固模式对铁路路基变形特性的影响

张期树1，董俊利1，徐方2，冷伍明2，吴爽爽3，王文兵1（1.中南林业科技大学 土木工程学院；2.中南大学 土木工程学院；3.河海大学 地球科学与工程学院）

摘要：为探究预应力加固铁路路基的工作性能，以路基变形作为评价指标，基于模型试验建立三维有限元模型，研究预应力水平和加固模式对路基变形的影响效应，并提出路基病害的防治对策。结果表明：当路基采用预应力结构加固防护时，可将预应力转换成附加围压约束路基变形，从而改善路基服役性能；预应力加固路基沉降小于未加固路基，预应力50 kPa 下线路中心处沉降衰减率为8.64%，当预应力增大至100 kPa 时沉降衰减率可达17.44%；预应力结构对路基的减沉作用可从路基加固区扩散至非加固区，预应力50 kPa 下非加固区端部沉降衰减率为6.76%，而当预应力增大至100 kPa 时沉降衰减率升至13.92%；单排加固模式下，第3 排和第4 排的加固效果优于其他排，且加固区受预应力结构位置影响显著。可在病害区就近坡面处布置预应力结构并施以合适预应力，实现路基病害整治与加固强化。

关键词：铁路路基；预应力结构；沉降衰减率；加固模式；三维有限元模型