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高速铁路压实标准仿真与基床动力响应分析
| 论文题名： | 高速铁路压实标准仿真与基床动力响应分析 |
| 关键词： | 高速铁路;地基系数;动力响应;有限元法;列车荷载 |
| 摘要： | 路基对高速铁路的安全性起着至关重要的作用，尤其在铁路运行速度日益提高的前提下，如何提高路基的刚度和强度，减小工后沉降，增加整体稳定性成了需要迫切解决的问题。因此，采用科学的压实控制方法以及如何减小不断增加的车速对路基的影响成了世界各国在高速铁路路基技术研究上的重点。我国目前在路基的压实控制标准采用地基系数k<,30>，并逐步引进动态变形模量Evd的控制标准，此外对高速铁路路基的动力响应也做了大量的试验和理论研究。本文基于有限元的研究方法，对k<,30>、Evd以及高速铁路路基动力响应进行了数值仿真分析研究。 建立平板荷载试验仿真模型，对地基系数k<,30>进行仿真研究。研究了k<,30>与E的关系，得到了k<,30>与变形模量E的关系表达式E=0.208k<,30>；以沉降百分比为控制标准研究了k<,30>试验的影响范围，得出k<,30>试验在深度方向的影响范围约为1.1m、而在侧向的影响范围约为0.7m；此外对高速铁路路基k<,30>进行了可操作性研究，提出了在铁路路基计算分析中，基床表层、基床底层、路堤下部以及地基变形模量最小值可分别取45MPa、35MPa、20MPa和15MPa。 建立动态平板载荷试验仿真模型，对动态变形模量Fvd进行仿真研究。研究动态变形模量Evd与动模量的关系，得到了不同种类土Evd与动模量Ed的关系式；以应力和沉降两种标准研究Fvd试验的影响范围，综合得出Evd仿真试验的影响范围大致为：深度1.8m、侧向0.8m；并通过Evd与Ed的关系、k<,30>与E的关系以及Ed与E的关系三者综合分析得出Evd与k<,30>的关系。 参考高速铁路设计标准，建立路基动态有限元分析模型，从列车荷载作用下路基的应力和变形特点的角度，分析不同层位刚度的合理匹配。通过研究得出，加速度、速度和沉降在动荷载作用下受刚度的变化影响最大，说明采用加速度、速度及沉降三项指标作为高速铁路设计的控制参数是较为合理的；分析了路基综合刚度、基床表层刚度、基床底层刚度以及路堤下部刚度对路基动力响应的影响，提出了不同层位刚度的合理匹配。 |
| 作者： | 周飞 |
| 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： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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