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新建中卫至兰州铁路接入中川城际铁路为增建新线工程,需对既有中川铁路路基进行帮宽填筑施工。而增建新线与中川城际铁路线路设计标准、路基填料选用、填筑压实控制标准等均有差异,因此,需考虑帮填施工过程、施加新线列车荷载作用对既有路基造成的扰动变形,并寻求合理的路基搭接结构形式提升既有-帮宽路基的变形稳定性。本文通过现场调查、施工理论分析和所选典型断面有限元数值模拟,揭示路基搭接结构形式、施工方式及填料物理力学性质对既有-帮宽路基变形的影响规律。基于减小既有-帮宽路基不均匀变形的目的,提出适用于工程实践的路基搭接结构形式,并对帮填工程施工提供相应的建议。主要研究内容及结论如下:(1)ABAQUS有限元软件模拟帮宽路基分层填筑过程,揭示分层填筑施工对既有路基的变化影响规律。结果表明:两侧帮填路基对既有路基的侧向挤压随着填筑高度的增加而增大,既有路基两侧路肩水平位移和附加沉降大于路基中心位置,路基帮填高度至3m以后应控制填筑速度,在填筑过程中对路基结合部位应注意找平补平。同时,应设置合理的路基搭接结构,优化帮宽填筑施工的施工方法及填料参数。(2)构建不同工况模型分析台阶开挖尺寸对既有-帮宽路基变形特性的影响,分析表明:台阶高宽比为1:1.5时,台阶高度设定为0.6~1.0m,台阶宽度为0.9~1.5m之间为宜。合理的台阶尺寸有利于降低帮填施工对既有路基的变形影响,并减小帮填路基的变形量。台阶尺寸过大或过小均对既有-帮宽路基的变形协调性有负面影响,台阶尺寸设定也须考虑施工合理性,不宜过小。(3)考虑帮填施工过程、施加列车荷载作用两个阶段状态,揭示路基加筋设计形式对既有-帮宽路基位移变形特性的影响规律,结果表明:推荐加筋间距为0.6m,加筋长度7m至10m,筋材模量2GPa至4GPa。既有-帮宽路基变形、差异沉降以及地基水平位移均随着加筋层数、加筋长度、筋材模量的增大而减小,随着加筋间距的减小而降低。但加筋层数、加筋间距、加筋长度、筋材模量对路基变形的改善并非呈现线性关系,存在较优合理区间。加筋位置方面,土工格栅作为路基加筋材料存在变形约束影响区域,不同加筋位置对既有-帮宽路基水平位移、沉降变形的影响各有侧重,可根据实际情况在相应区域增加加筋层数以减小位移变形量。(4)分析不同阶段帮填施工方式对既有-帮宽路基变形特性的影响,结果表明:两侧对称帮填施工对既有路基的扰动变形影响小于一侧帮填完成再进行另一侧的作业方式。在帮填方式的选择上,既有路基水平位移变形比既有路基附加沉降更为敏感。施工条件受限不能两侧对称同时帮填施工时,应加强既有路基变形监测并采取隔离措施,确保既有线运营安全。(5)考虑帮宽路基强度和刚度对既有-帮宽路基变形稳定性的影响,结果表明:提高路基刚度、强度有效增强了路基整体的抵抗变形能力,并削减既有-帮宽路基的差异沉降,但并非是线性改变关系。路基帮填工程应选用内摩擦角较大的填料并适当提高路基填料压实度,施工过程中应严格把控摊铺填料的含水率和压实系数,提升既有-帮宽路基的变形稳定性。