高速列車引起的路基沉降分析.pdf

1、路基在動荷載作用下沉降的精確分析及計(jì)算是一個世界性難題,任何計(jì)算只是實(shí)際情況的粗略估計(jì)值,但高速鐵路路基沉降分析是個需要迫切解決的重要課題,因此對路基沉降的定性分析就顯得重要,本課題就是定性分析路基沉降與列車軸重、數(shù)量、運(yùn)行速度之間的關(guān)系,為高速鐵路路基設(shè)計(jì)建造及后期的養(yǎng)護(hù)維修工作提供參考。
　　本課題的研究工作主要是在京滬高鐵DK854+800路肩處設(shè)置沉降觀測點(diǎn),對該處的路基沉降進(jìn)行觀測,每隔一個月觀測一次,時間長達(dá)半年之久。

2、同時調(diào)查分析確定適合于本研究工作的路基模型及列車荷載計(jì)算方法,并對觀測期內(nèi)的列車種類、數(shù)量、運(yùn)行速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用計(jì)算機(jī)軟件Ansys進(jìn)行分析,計(jì)算路基沉降值,與實(shí)際觀測值進(jìn)行比較,經(jīng)多次試算,確定路基土的Maxwell粘彈性本構(gòu)關(guān)系。將列車軸重、數(shù)量、運(yùn)行速度轉(zhuǎn)化為作用在路基模型上的荷載大小、荷載作用時間、荷載作用頻率,通過Ansys計(jì)算機(jī)有限元分析軟件,可以得出路基沉降與列車軸重、數(shù)量、運(yùn)行速度之間的關(guān)系。本課題的具體研究工作如

3、下:
　　1.詳細(xì)闡述了目前國內(nèi)外相關(guān)研究成果,理清本課題的研究思路,把握本課題研究結(jié)果的合理性。
　　2.對京滬高鐵DK854+800處路基沉降進(jìn)行長達(dá)半年的觀測,每隔一個月觀測一次沉降值,同時對觀測期間的列車種類、數(shù)量、速度等資料進(jìn)行調(diào)查分析。
　　3.全面闡述本次試驗(yàn)的基本情況,試驗(yàn)點(diǎn)的設(shè)置及與高鐵既有線路測量網(wǎng)的組網(wǎng),試驗(yàn)時間的選擇,試驗(yàn)方案的安排與實(shí)施,試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果的分析確認(rèn)。
　　4.詳細(xì)介紹路

4、基的各種計(jì)算模型及列車荷載的各種表示方法,確定適合于本課題研究的路基模型及列車荷載,對該處路基組成進(jìn)行細(xì)致地分析,將路基看作為由同一種材料組成的,這種材料具有相同的物理力學(xué)性質(zhì),并對重要的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析。
　　5.使用廣義 Maxwell粘彈性模型表示土體的本構(gòu)關(guān)系,利用計(jì)算機(jī)有限元分析軟件Ansys,計(jì)算路基沉降,將路基沉降的計(jì)算值與實(shí)際觀測值進(jìn)行對比,經(jīng)過多次的試算,確定土體的粘彈性本構(gòu)關(guān)系,對粘彈性路基模型頂面施加不同

5、的列車荷載,求出不同的路基沉降值,最后得出“列車軸重是路基沉降的主要影響因素”的結(jié)論,這也是高速列車采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料降低列車軸重的原因之一。
　　6.將列車數(shù)量轉(zhuǎn)化為粘彈性路基模型上列車荷載作用時間,通過Ansys軟件分析得到路基沉降與荷載作用時間的關(guān)系,近而得出“路基沉降與列車數(shù)量成正比例關(guān)系”的論斷,這也是鐵路工務(wù)部門必須安排定期維修的依據(jù)之一。
　　7.同樣將列車速度轉(zhuǎn)化為路基模型上列車荷載作用頻率,通過計(jì)算機(jī)有限元軟