高速铁路路基动力响应研究

论文摘要

随着高速铁路的建设与发展,列车运行的安全性和稳定性日益突出。在多次重复列车荷载作用下所产生的累积沉降和不均匀下沉造成轨道的不平顺,将影响列车的运行速度和线路养护。而且,高速行车过程中路基所产生的直接反映到轨面上的弹性变形,对列车的高速走行条件有重要的影响,弹性变形大,则车速不能提高。因此,变形问题便成为高速铁路路基的主要控制因素。而高速铁路路基在列车荷载下的动力性能也一直是工程界关注的问题。为此,本文围绕高速铁路路基的动力响应作了以下研究工作:1.分析了路基动力响应的原理及常用方法。2.通过分析列车荷载产生的机理对高速移动列车荷载采用四种函数进行了模拟。3.通过建立弹性半空间下的动力学方程结合边界条件得到时域内的稳定响应解。4.分析了在列车荷载下分层地基中波的传播规律,建立了有限单元无限元耦合法方程。5.以西安南京铁路合肥南京段高速铁路膨胀土路基工程为背景进行了动力特性的试验研究,得到了不同振动次数下路基弹塑性变形和动应力的变化规律。6.运用ANSYS软件建立了路基体的有限元模型,分析了列车在单向、双向行驶时路基中的位移和应力变化情况,并对一些关键点进行了时程分析。7.通过分析高速铁路路基的变形组成提出了高速铁路软基处理及路基沉降计算和控制的方法。

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 速铁路路基的构成
• 1.3 高速铁路路基研究的几个主要问题及现状
• 第二章 路基动力响应分析原理及方法
• 2.1 引言
• 2.2 动力响应的计算方法
• 2.3 人工边界
• 2.4 土体动力计算模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 高速移动列车荷载的模拟
• 3.1 引言
• 3.2 列车振动荷载产生的机理
• 3.3 高速移动列车荷载模拟
• 第四章 高速铁路路基的动力响应分析
• 4.1 前言
• 4.2 弹性半空间下动力学方程
• 4.3 分层地基中波的传播
• 第五章 高速铁路路基结构动力特性的试验研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验研究
• 5.3 加载参数
• 5.4 低路堤断面动载试验测试结果分析
• 5.5 扫 扫频试验分析
• 5.6 路 路基综合动刚度
• 第六章 路基结构动力有限元分析
• 6.1 路 路基结构动力有限元模型
• 6.2 计 计算结果分析
• 第七章 路基沉降计算方法研究
• 7.1 高 高速铁路路基变形的组成
• 7.2 软 软土地基沉降的计算方法
• 7.3 高 高速铁路软基处理及沉降控制思路
• 7.4 路 路基工程变形控制
• 第八章 结语及展望
• 参考文献
• 博士在读期间发表的论文
• 致谢