高速铁路轨道与地基的动力响应研究

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随着我国高速铁路事业的蓬勃发展，移动的列车荷载引起的轨道结构和地基的振动问题受到较为广泛的关注。当列车荷载满足一定条件时，将引起地基的表面的剧烈振动，危及行车安全，为此，本文针对移动荷载作用于高速铁路的轨道结构和地基上的动力响应问题进行了研究，为高速铁路的设计运营提供一定的参考。对于高速铁路结构，本文将其简化为三层Euler-Bernoulli梁模型。考虑到Winkler地基的局限性，将地基视为Pasternak双参数地基，通过傅里叶变换以及留数理论求解了三层梁在Pasternak地基上的控制方程，分别分析了荷载频率、荷载速度、系统的阻尼和刚度以及剪切力对三层梁的位移、剪力以及弯矩的影响。由于实际的地基土通常是分层的，为了考虑地基的分层性，利用 TRM 法结合快速傅里叶变换求解了三层 Euler-Bernoulli 梁和分层的弹性地基耦合下的动力响应，得到了弹性分层地基内部任意一点的位移和应力，分析了移动荷载的速度、频率以及地基土的参数对地基表面位移的影响。地基土在列车循环荷载作用下应力应变关系存在明显的非线性、滞后性以及应变累积性，为了研究其应力应变关系，得到动剪切模量和阻尼比的变化规律，针对上海地区原状软粘土开展了双向循环振动的三轴试验，研究了侧压力系数、固结围压、荷载频率以及应力路径对动剪切模量和阻尼比的影响。为了进一步模拟实际的列车荷载作用下的轨道和地基动力响应问题，通过 ABAQUS建立了轨道-路基-地基的三维有限元模型，利用动力显示算法结合无限元，得到了移动列车荷载作用下轨道结构、路基、地基不同位置处的应力、位移、加速度的变化规律，研究了列车的提速影响对应力、加速度、以及位移的影响，并对比了双线轨道与单线轨道的区别。

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作者
樊思成;
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作者单位

中国矿业大学;

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授予单位中国矿业大学;
学科岩土工程
授予学位硕士
导师姓名崔振东;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
高速; 铁路轨道; 地基;

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