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原文传递京沪高速铁路桩板式低矮路堤激振试验技术与理论分析

论文题名：	京沪高速铁路桩板式低矮路堤激振试验技术与理论分析
关键词：	桩板式路堤;激振理论分析;编程计算;数值分析;高速铁路
摘要：	桩板式低矮路堤主要由钢筋混凝土桩基、桩周土体和承台板及填方路基四大部分组成；无论是在构造处理方面，还是在调整不均匀沉降及控制工后沉降方面，桩板式低矮路堤都是较佳的结构形式。大型激振设备在高速铁路未铺轨的路基上的应用，仅限于对测试动力响应的动位移、速度及加速度分析，而相关的理论研究较少。我国自20世纪70年代起在动力机器基础振动学科中就存在着质-弹-阻理论体系和弹性半空间理论的讨论；如何通过分析和试验修改振动参数，建立以弹性半空间理论为基础的等效质-弹-阻模型就成为当前基础动力学研究中较为迫切的课题。因此，针对目前大型激振设备动力分析理论和计算方法编制相关软件，提出基于激振器与路基相互作用的一套计算方法，结合郑西客运专线桩板结构现场激振试验，验证了该计算方法的正确性，对指导进一步的现场激振试验具有重要的意义。　　首先，对目前大型激振设备动力分析理论、计算方法及测试技术进行研究分析，根据文中提出的相关理论，用Visual Basic6.0编程计算，包括六个窗体和一个一般模块。六个窗体分别为DTS-1主窗体；激振器参数窗体即激励参数窗体；天然地基窗体包括在天然地基上激振时的计算方法—动力机器基础设计规范、反力代入法、比拟法及方程对等法；桩基窗体包括在桩基上激振时的计算方法—动力机器基础设计规范及群桩基法；动力反应窗体包括定参集总体系和变参集总体系，通过在天然地基或桩基窗体所得集总体系参振参数计算其动力反应；现场测定窗体是通过激振器现场测试反算动力参数计算方法—点峰法和低频求刚度法。参考天然地基、桩基等计算方法，提出一套实用的计算方法。　　其次，建立激振器—桩板式低矮路堤的三维动力仿真模型，对激振荷载作用下桩板式路堤的动力性能进行研究，分析不同激振频率及加载位置对桩板式路堤的峰值动力响应影响，得出动应力随频率增加近似线性增大，加速度随频率近似4次多项式关系，速度随频率近似3次多项式关系，动位移随频率近似2次多项式关系，符合振动力学关系；不同加载位置对桩板式路堤各部件的动力响应峰值略有不同程度的影响，但数值相差均较小，可近似认为在不同位置激振，桩板式低矮路堤的动力响应无影响。　　最后，通过解析计算与数值计算的对比分析，两种计算方法的动位移基本上保持在同一水平，其中数值计算结果偏大。两种计算方法的动应力增长趋势一致；当激振频率小于20Hz时，值相差不大，激振频率大于20Hz后，解析计算值明显大于数值计算值；故现场激振试验时，估算动应力当激振频率大于20Hz时应乘以一定的折减系数。
作者：	王燕
专业：	道路与铁道工程
导师：	苏谦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文