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兰新铁路第二双线多年冻土地区桩板式路基承载性状及变形特性研究
| 论文题名： | 兰新铁路第二双线多年冻土地区桩板式路基承载性状及变形特性研究 |
| 关键词： | 多年冻土地区;桩板结构;力学特性;数值模拟;温度场;铁路路基 |
| 摘要： | 桩板结构路基作为一种新型高速铁路无砟轨道的路基结构，其结构中的刚性承载板具有的良好平顺性，可为上部轨道结构的稳定性提供充分保障。本文以兰新铁路第二双线多年冻土地区桩板式路基为依托，对多年冻土环境中的独立墩柱式桩板结构路基展开分析研究。 通过查阅大量文献资料，学习当前对桩板结构路基的主要研究方法和手段，分析已有的桩板结构路基的理论成果，运用数值模拟试验的方法，结合工程实例，建立桩板结构路基的数值计算模型。通过施加竖向静荷载，分析桩板结构路基的变形特征以及桩基和承载板的力学特性。桩板结构处理后的路基结构的总沉降变形、承载板的挠曲变形等均达到现行高速铁路路基结构的相关规范要求。 通过施加竖向的荷载作用，改变桩基的桩体混凝土弹性模量、桩基长度，变换桩基的纵向桩间距等影响因素，对桩板结构的力学特性和变形特征进行详细分析研究。通过模拟分析，桩基弹性模量、纵向桩间距对路基的沉降变形影响较大，其中，桩体弹性模量较小时，增大桩体模量可有效控制路基总沉降变形，桩体弹性模量非常大时，增大桩体模量不利于控制路基总沉降变形。针对高速列车动荷载的特殊性，建立桩板结构路基动力分析三维模型，通过对桩板结构路基施加速度分别为200k m/h、250k m/h、300k m/h、350k m/h时的动荷载，研究桩板结构路基的地基土、桩基和承载板的动力特性。桩基的动力响应特性主要出现在桩体的上半部分，且速度越快，动力响应就越显著。 兰新铁路第二双线DK366+021~DK366+089.44段地基土为岛状多年冻土，采用桩板结构作为桥隧之间的长过渡段处理多年冻土路基是第一次工程实践，因此，对冻土环境中的桩板结构路基在温度荷载作用下的变形特性和结构内力特征进行模拟分析研究很有现实意义。鉴于有限元ANSYS在温度场领域模拟分析的可靠性和权威性，本文运用ANSYS软件建立桩板结构路基在温度荷载作用下的模拟计算模型，分析在降低30℃时，路基沉降变形特性和桩板结构内力分布规律。桩板结构在温度荷载作用下会出现较大的结构内力；在横向，承载板内的温度应力大小分布呈对称状态，方向相反。 |
| 作者： | 夏文之 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 赖天文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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