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原文传递高速铁路路基挡土墙动响应分析

论文题名：	高速铁路路基挡土墙动响应分析
关键词：	列车荷载;土压力计算;动力响应分析;高速铁路;路基挡土墙;数值模拟
摘要：	我国西部地区山多沟多，常常出现由于较大的高差悬殊，全部架桥建造成本过高而大量选用高填方路堤工程的情况；东部地区虽然地势平坦，但是征地困难，大量占用耕地不利于经济可持续性发展；在城市附近，高路基边坡不仅占地较多，而且在车辆经过及起风时，扬起的粉尘会增加空气污染，与现如今加紧大气污染治理的国策相悖。因此，为了能够使路基结构更加稳固，减少土地占用量，降低粉尘污染，使用耐久性更好，需要采用挡土墙等支挡结构取代路基边坡，对路基进行加固措施。而伴随着挡土墙结构使用的增多，其受力分析，尤其是在列车荷载作用下的受力与变形，更应得到人们的重视。　　本文主要通过理论计算与ANSYS数值模拟，分析了高速列车动荷载在有砟与无砟轨道结构中的传递规律，研究了列车荷载作用下重力式与悬臂式挡土墙背动力响应，并分析了不同因素对其的影响规律，以期为高速铁路列车动荷载作用下挡土墙的设计提供参考和借鉴。　　（1）首先，对挡土墙常见结构型式进行了综述，总结了目前国内外对列车荷载与挡土墙静动力响应的研究现状，并提出了本文的主要研究内容。　　（2）简要介绍了库伦和朗肯土压力理论，以重力式和悬臂式挡土墙为例，对列车荷载作用下的土压力进行了计算，分别考虑分层填土与第二破裂面出现两种情况下的墙背土压力大小及分布形式，比较了使用换算土柱法与动应力法得到的土压力值的区别。计算了不同速度、不同墙高下，重力式和悬臂式挡土墙的土压力值与合力作用点。　　（3）以车-路耦合理论得到的轮轨作用力作为荷载分析前提，分别建立了无砟轨道路基挡墙与有砟轨道路基挡墙三维动力有限元分析模型，考虑了不同单元之间的连接方法，并采用粘-弹性人工边界模拟路基无限边界，挡墙与土体之间施加三维Goodman无厚度的摩擦单元，还考虑了轨道路基结构材料非线性，借助大型有限元分析软件ANSYS，实现了高速铁路路基挡土墙动响应分析。　　（4）以高速铁路轨道路基参数为基础，利用建立的轨道-路基-挡墙动力分析模型，以加速度、动位移以及动应力的变化规律为参照，分析了列车荷载在有砟轨道路基和无砟轨道路基中产生的动响应的传递规律。　　（5）分析了在不同墙高、荷载作用距离、路基放坡高度、列车行驶速度时，重力式与悬臂式挡土墙墙背加速度、动位移以及土压力随着传递到挡墙上的动响应的变化，而产生的相应变化。　　（6）在总结论文工作的基础上，提出了本文中有待于进一步研究的若干问题。
作者：	曹琪
专业：	岩土工程
导师：	马学宁
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