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高铁路基-压路机耦合动力特性分析
| 论文题名： | 高铁路基-压路机耦合动力特性分析 |
| 关键词： | 高铁路基;振动压实;压路机作业;土体动力响应 |
| 摘要： | 高速铁路路基是轨道结构的基础，为了给高速行驶的列车提供安全平稳的运行环境，路基须满足强度、刚度，稳定性和耐久性的要求。然而，传统的研究对振动压实过程中路基填料的动力响应目前缺乏科学、合理的检测方法，通过建立振动压实有限元模型来模拟实际工程作业，一定程度直观反映振动压路机实际压实过程中振动轮压实土体时土体内部动力响应变化过程，能够动态反映压实过程中振动轮对土体的作用。 鉴于此，本文以压路机振动压实过程中路基填料动力响应为研究对象，采用理论分析、现场试验和数值模拟相结合的研究手段，依托某高铁路基压实实际工程，分析了振动压实过程中路基填料动力响应特性与演化规律，探究了不同参数水平对土体动力响应的影响，运用正交试验分析方法分析了振动压实影响因素的敏感性。主要研究工作如下。 (1)基于振动压实动力学理论，充分考虑振动轮-土体系统耦合作用模型，建立了振动压实过程中“机-土耦合”作用三维有限元数值计算模型，研究得到振动轮加速度时程曲线和土体加速度时程曲线，结合现场实测数据验证了数值模型可靠性与合理性。 (2)基于建立的振动压实过程“机-土耦合”数值分析模型，研究了振动压实过程与静压过程，压路机滚轮下路基填料动力响应的分布状态，分析了振动轮动力响应，获得了路基填料竖向压应力、竖向加速度的时程变化曲线，着重探究了振动压实过程中路基填料动力响应沿深度方向和水平方向的衰减演化规律，据此，提出了振动压实动态响应范围和沿深度方向动力响应边界。 (3)基于现场试验与有限元数值模型，针对现场试验采用型号振动压路机，考虑其机械性能（激振力频率、激振力幅值、行驶速度）和土体弹性模量的变化对影响深度和压实效果的影响，进行参数分析，给具体的路基压实工程提供一定的理论参考和依据，并运用正交试验分析方法对振动压实影响因素进行了敏感性分析。 本文研究理清了振动压实过程路基填料动力响应分析有限元数值计算方法有效技术途径，并基于不同工况和不同参数条件下的敏感性分析结果，致力于提升振动压实过程中路基填料压实质量，用于更好的服务工程实际。 |
| 作者： | 荣仲笛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 孙凯;唐亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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