摘要
随着我国铁路中长期规划“八纵八横”路网的不断完善，新建的铁路网也逐年增多，因此如何保证新建线路与既有线路的有效连接，以充分发挥出铁路的运能和运量，是目前工程技术领域急需考虑的问题。对于改建既有线和增建二线工程，多种支护形式组成的多级组合挡结构可有效地解决路基加宽这一工程难题。本文以中兰铁路引入兰州枢纽配套工程—路基边坡多类型组合支挡结构为研究背景，结合设计资料和现场施工方案，采用理论计算、室内模型试验、有限元数值计算等多种研究方法，对新建桩板墙和既有悬臂式挡墙组成的组合式支护体系的受力、变形等进行多因素分析，以研究其协同作用的机理。通过研究，本文主要获得以下研究成果： （1）分析桩板墙、悬臂式挡墙和两级挡土墙组合支挡结构的作用机理和研究研究现状，发现目前组合支挡结构多采用两级悬臂式挡墙组合支挡结构，而桩板墙和悬臂式挡墙组合支挡结构的研究目前尚未报道过，故研究其协同作用机理和组合式支挡结构的受力和变形研究具有重要的理论价值和工程实践意义； （2）总结了目前常用的土压力计算理论，分析朗金理论和库伦理论两者的使用条件和范围，将附加应力理论与弹性理论相结合，应用到新建桩板墙和既有悬臂式挡墙形成的组合支挡结构中，推导了组合支挡结构中悬臂式挡墙的土压力计算模型，并结合理论计算和数值分析，对悬臂式挡墙和桩板墙的受力和位移进行了研究； （3）开展了室内模型试验，通过分级加载测出了桩板墙和悬臂式挡墙的水平位移、竖向应力以及水平土压力；研究了桩身和悬臂式挡墙竖向应力和水平位移随荷载大小的变化规律，对比分析得出桩身正反两侧竖向应力的随荷载和时间的变化趋势，并通过测出的土压力求出了桩板墙和悬臂式挡墙的荷载分担比；采用MadisGTSNX软件建模，分析了桩板墙—悬臂式挡墙在同一级荷载54.1kPa作用下，支挡结构的变形和土压力的分布规律，并与模型试验值和理论计算解进行了对比； （4）本文通过组合支挡结构协同作用机理研究，发现桩板墙承担的土压力多而悬臂式挡墙承担的土压力少，但悬臂式挡墙的支护作用依然很明显。研究还发现采用桩板墙—悬臂式挡墙等组合支挡结构，可有效解决路基高边坡支挡和和路基加宽等工程问题，同时还可节省建设用地和成本，因此研究组合支挡结构意义重大。
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