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地裂缝场地地下水位对高速铁路路基动力响应的影响研究
| 论文题名： | 地裂缝场地地下水位对高速铁路路基动力响应的影响研究 |
| 关键词： | 高速铁路;路基;地裂缝场地;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 随着“一带一路”战略的实施，我国高速铁路建设规模空前，由于我国地域辽阔，高速铁路建设往往遭遇特殊地质挑战，地裂缝就是其中一种。地裂缝是一种典型的缓变型的地质灾害现象，在地层中常表现为一个软弱面或带，其上、下盘的地下水位（埋深）往往存在差异，这不仅导致跨地裂缝带的高速铁路工程路基产生差异沉降，而且对运行后的高铁路基内部动力响应产生影响，危及高铁安全运营。因此，开展地裂缝场地不同地下水位对高速铁路路基动力响应研究具有重要的理论与现实意义。 本文以大西客运专线高速铁路穿越地裂缝场地为工程背景，以山西太原盆地东观变电站地裂缝场地的高铁路基段为研究对象，采用1：20大型物理模型试验为研究手段，研究了地裂缝场地地下水位对高速铁路路基动力响应的影响规律，并结合有限元动力数值模拟计算，对正交和斜交下的路基动力响应规律进行了验证和补充。主要研究成果如下： （1）研发了一套模型箱试验系统和移动式激振器，可实现地下水变动条件下高速铁路路基跨地裂缝场地的动力响应模拟和列车移动荷载的动态模拟。 （2）开展了地裂缝场地上、下盘不同水位差下高速铁路正交穿越地裂缝场地路基动力响应的模型试验，对比分析了地裂缝场地上、下盘不同水位差下路基的动力响应特征，并与无地下水时路基的动力响应进行了对比。研究发现地裂缝场地不同水位差对列车荷载作用下路基动力响应影响显著，动应力、加速度和动位移在上盘和下盘之间存在明显差异；有地下水时路基动力响应要大于无地下水的工况。 （3）基于动力有限元数值模拟，计算分析了不同水位差下高速铁路路基以正交90°和斜交60°、30°跨越地裂缝带的动力响应特征，并与无地下水时的计算结果进行比对，研究发现不同交角下路基动力响应规律相似，数值大小随水位差增大而增大，综合对比不同交角下动力响应规律，发现小角度穿越地裂缝带能减少路基上、下盘的动力响应差异，有利于路基的平稳运行。 |
| 作者： | 曾健峰 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 黄强兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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