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活动断裂作用下高速铁路路基变形控制研究
| 论文题名： | 活动断裂作用下高速铁路路基变形控制研究 |
| 关键词： | 高速铁路;路基变形;活动断裂;土工格栅 |
| 摘要： | 高速铁路基础设施是列车运营安全的重要保证，路基作为高速铁路基础设施的重要组成部分，在跨越活动断裂区域时发挥着巨大的作用。我国东部地处亚欧板块和太平洋板块的交界处，同时位于环太平洋地震带，活动断裂广泛分布，其活动性对高速铁路路基建造及运营造成重大威胁。在以往活动断裂与铁路路基相互作用的研究成果中，总体来看，依据施工经验定性提出处理措施的多于定量指出影响范围及破坏范围的。 鉴于此，本文基于“跨越活动断裂高铁路基及地基抗震性能数值计算研究”课题，以某高速铁路工程（设计时速250km/h）跨越郯庐活动断裂带工程为背景，经过理论分析和研究划分了跨越活动断裂带高铁路基的类型;建立了考虑活动断裂带特性的三维有限元模型;在此基础上分析了活动断裂不同类型及不同活动方式条件下高速铁路路基的变形特征，探索了变化规律;分析了土工格栅对活动断裂带高速铁路路基的变形控制效果。主要研究工作和成果如下: (1)针对高速铁路路基跨越活动断裂的特点，根据活动断裂的力学性质、滑动速率、上覆土层厚度、断层倾角以及与线路的交角等因素，对高速铁路路基穿越活动断裂的类型进行了划分。 (2)建立了考虑活动断裂特性的路基—土体—基岩三维有限元模型，确定了不同类型活动断裂作用下高铁路基的变形影响范围与上覆土层厚度、断层倾角以及断层位移量之间的关系;考察了路基水平方向与竖直方向变形的分布特征;明确了断层活动在土体与路基中的传播方向;分析了活动断裂作用下高铁路基结构的受力变形响应和致灾机理;提出了平移断层作用下路基最大位移量，上覆土层厚度与平移断层作用下线路形成的圆曲线半径之间的定量关系式。 (3)建立了活动断裂作用下加筋路基的三维有限元模型，对比分析了在平移断层、正断层以及逆断层作用下路基变形控制效果。讨论了土工格栅不同铺设长度，不同铺设间距以及不同铺设位置影响下路基的变形控制效果;在此基础上提出了某高速铁路工程(设计时速250km/h)跨越郯庐活动断裂带路基工程设计方案，并最终给出活动断裂区域高速铁路路基的设计建议。 |
| 作者： | 刘涵 |
| 专业： | 地质资源与地质工程 |
| 导师： | 王连俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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