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无砟轨道下路基动力响应数值模拟及参数影响分析
| 论文题名： | 无砟轨道下路基动力响应数值模拟及参数影响分析 |
| 关键词： | 无砟轨道路基;数值模拟;人工边界;列车荷载;刚度参数;动力响应 |
| 摘要： | 随着国力的日益增强和人们对出行工具的便捷选择，高速铁路在近几年正处于全面建设时期。伴随着列车速度的大幅提升，对列车相关的轨道结构和路基基础也相应的提高了标准要求。路基是轨道列车安全平稳行驶的重要保障，对上部结构起到支撑作用。目前国内外都已经开始对各环境因素及实际行车路况下的路基开展了研究，基于当今高速铁路无砟轨道路基研究现状，本文选用了武广高速铁路路段路基为研究对象，建立了相应的仿真模型进行了数值模拟，将数值模拟计算结果与现场动响应测试实测值进行对比分析。因此，本文主要的研究内容与结论如下： （1）本文对无砟轨道下路基进行仿真模拟，并在路基测试断面分别设置了不同的动力人工边界（固定边界、黏性边界、黏弹性边界、等效黏弹性边界和多层阻尼边界），分析各边界条件下的路基动响应，将各人工边界下的动力响应结果进行对比分析，并将数值模拟计算结果与现场试验实测值进行对比验证。结果表明：在数值模拟中多层阻尼人工边界优于其它人工边界条件，对横向散射波的吸收更好，能充分达到自由场的效果，具有很高的精度和良好的稳定性，验证了该路基模型和加载方式的合理性。将其用于后续数值仿真模拟中，可以减小数值模拟动响应结果的误差。 （2）在无砟轨道下的路基表面施加了考虑轨道不平顺的列车荷载，建立在多层阻尼人工边界条件的基础上进行数值仿真模拟计算，分析了路基横断面各结构层的位移和应力动力响应。分析结果表明：考虑了轨道不平顺的列车荷载产生的动力响应主要作用在基床部位，且随路基深度的增加，动力响应影响逐渐衰弱。在加载板和基床表层的接触部位边缘处易产生最大竖向应力和等效应力，从而在此处最易引发应力集中现象。 （3）沿用了考虑轨道不平顺的列车荷载作用下的无砟轨道下路基仿真模型，在该高速铁路路基数值模拟计算结果上，本文重点针对基床底层和路基本体的刚度参数对路基动力响应的影响变化规律进行分析研究。分析表明：路基不同结构层的竖向动应力随基床底层的动弹性模量的增大而减小，但其变化规律受路基本体动弹性模量的影响；而路基不同结构层的竖向动应力随路基本体的动弹性模量的增大而变大，其变化规律不受基床底层动弹性模量的影响。路基不同结构层的竖向动位移随基床底层和路基本体的动弹性模量的增大而减小。 |
| 作者： | 方宏华 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 印长俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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