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高速铁路过渡段路基动力响应特性及长期动力稳定性研究
| 论文题名： | 高速铁路过渡段路基动力响应特性及长期动力稳定性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;过渡段路基;动力响应;动力稳定性 |
| 摘要： | 近年来，高速铁路在世界范围内得到了快速发展，随着列车速度的逐步提升，对路基结构的要求也越来越高。过渡段路基作为高速铁路无砟轨道路基的薄弱环节，其动力响应特性及长期动力稳定性的研究具有重要意义。本文以国家自然科学基金项目为依托，基于武广高速铁路某2个过渡段的现场动力响应测试结果，分析了正式运营前、后过渡段的动力响应特性，对过渡段路基的长期动力稳定性进行了综合评价，并对路-桥过渡段路基动力响应进行了仿真计算。本文主要工作及结论如下： （1）基于“联调联试”期和正式运营2年后路-桥过渡段的现场动力响应测试结果，分析了正式运营前、后过渡段的动力响应特性。结果表明：①基床表层振动加速度以及沥青混凝土层振动速度、动位移均随与台尾距离的增加而增大。②路基刚度的提高或列车速度的提升，均会使得路基振动峰值频率增大、振动能量向高频部分转移；路基振动优势频率主要由列车车速和列车几何尺寸决定。③正式运营2年后，过渡段路基同一测点峰值频率不变，振动总能量和各频带振动能量整体上有所减小，路-桥过渡段路基整体平顺性有所提高。 （2）基于过渡段路基动剪应变计算结果、振动速度与车速的线性相关性分析及正式运营前、后振动速度的对比，对2个过渡段路基的长期动力稳定性进行了综合评价。结果表明：①邻线行车产生的路基振动增量在过渡段的动剪应变计算中不可忽略。②过渡段路基各测点动剪应变最大值与体积剪应变门槛平均值γtv,M的比值均小于20%，满足动力稳定性要求。③过渡段路基的振动速度与车速呈现良好的线性相关性。④正式运营2年后，过渡段路基的振动速度幅值整体上有所减小，沿线路纵向的分布规律不变。综合上述结果可判定过渡段路基具有良好的长期动力稳定性。 （3）建立了车辆-轨道-过渡段三维动力耦合模型，对路-桥过渡段路基的动力响应进行了仿真计算。结果表明：①各结构层沿线路纵向的动力响应最不利分布范围均出现在距台尾15.6~28.6m的底层非加强区；梯形加强区路基动应力幅值在一定深度范围内呈线性衰减；级配碎石+5%水泥对路基竖向振动的吸收效果比A组填料好。②相较于正梯形和倒梯形过渡形式，采用组合过渡形式作为过渡段设置方式可更好地实现桥梁与路基之间的平稳过渡。 |
| 作者： | 康凯 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 屈畅姿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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