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重载铁路重力式路肩挡土墙动静力学特性现场测试与分析
| 论文题名： | 重载铁路重力式路肩挡土墙动静力学特性现场测试与分析 |
| 关键词： | 重载铁路;重力式路肩挡土墙;动态土压力;静态土压力 |
| 摘要： | 近年来，我国铁路建设发展迅速，列车运营速度及轴重不断提高，路基支挡结构尤其是路肩支挡结构的设计中是否考虑列车动荷载的影响值得研究。结合山西中南部铁路通道的修建，选择典型的重力式路肩挡土墙工点，进行了路基面及挡土墙墙背的动静力学现场试验，完成了76趟试验列车的数据采集与分析，采用理论计算分析了墙背动静态土压力，探讨了重载铁路重力式路肩挡土墙墙背动态土压力的计算方法、大小与分布规律。主要工作内容与结论如下: (1)选择山西中南部铁路通道DK551+859.62～DK551+877.00为试验段，进行了试验段路堤填料的常规室内土工试验，得到了填料的基本物理指标。 (2)结合现场工点重力式路肩挡土墙的施工，提出墙背土压力的合理测试方法，设计试验方案，在现场进行了路基面与挡墙墙背特定位置的动态土压力盒、静态土压力盒、振动位移计、振动速度计、振动加速度计等各类传感器的埋设。 (3)进行了不同速度级和不同列车编组的现场路基与重力式路肩挡土墙的实车动态测试，采集了包含5公里标定在内的不同速度级共76趟列车的实测数据，分析了挡墙墙背及路基面的土压力、振动位移、振动速度和振动加速度等动态响应的范围及列车速度的影响。列车以60～100km/h行驶时，路基面平均动应力为132～156kPa，振动位移为0.31～0.50mm，振动速度为5.8～9.1mm/s，振动加速度为1.98～3.39m/s2。墙背土压力平均值为0.09～3.81kPa，振动位移为0.005～0.013mm，振动速度为0.27～0.62 mm/s，振动加速度为0.04～0.11m/s2。分析表明，列车速度对振动位移影响较小，在墙顶处速度对位移基本无影响。振动速度和振动加速度随列车速度的增加基本呈线性增加，列车速度对振动速度和振动加速度影响显著。从轨枕经路基面到墙顶的垂向动力响应衰减明显，传到挡墙墙顶时，列车荷载引起的挡墙的动力响应已经很小。 (4)采用弹性理论Boussinesq解，考虑四轴分布的轴载模式，进行了挡墙墙背动态土压力的理论计算，并与现场实测结果进行了比较。分析了列车速度、列车荷载数量及列车牵引质量等对挡墙墙背动态土压力的影响，探讨了墙背动土压力沿线路长度方向的不均匀性，给出了列车荷载作用下墙背动态土压力的分布规律、分布范围及计算方法。分析表明，墙背纵向土压力分布不均匀，在两个相邻四轴荷载之间范围内，离四轴荷载越远，墙背土压力越小。双线荷载作用时，Ⅱ线重车对挡墙有一定影响，Ⅱ线空车对挡墙的影响不明显。墙背动态土压力随列车轴重和速度的增加而增加。列车牵引质量的增加，短时间内对墙背土压力的影响较小。 |
| 作者： | 石晓旺 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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