軟土地區(qū)新建高速鐵路振動(dòng)對(duì)鄰近既有鐵路地基的長(zhǎng)期影響研究.pdf

1、隨著鐵路網(wǎng)的加密，新建高速鐵路往往不可避免的鄰近既有鐵路，且在軟土地基區(qū)段，列車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題更為突出。因此，軟土地區(qū)新建高速鐵路振動(dòng)對(duì)既有鐵路地基的影響有必要進(jìn)行研究。本文以滬寧城際鐵路和其鄰近的京滬鐵路為研究對(duì)象，采用理論和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，建立了系統(tǒng)動(dòng)力仿真模型，研究了高速鐵路列車運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)以及振動(dòng)荷載長(zhǎng)期作用對(duì)鄰近既有鐵路地基影響。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力分析理論，建立了車輛-軌道耦合

2、動(dòng)力學(xué)模型和新線路基-土體-既有線路基三維有限元模型。通過(guò)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，驗(yàn)證了模型的合理性和計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，為高速鐵路振動(dòng)對(duì)既有鐵路地基的影響研究建立了計(jì)算模型。
　　(2)計(jì)算分析了不同行車條件（僅既有鐵路行車、高速鐵路與既有鐵路同時(shí)行車）、線間距和地基土質(zhì)條件下，既有鐵路地基的動(dòng)力響應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明，地基土體動(dòng)偏應(yīng)力沿鋼軌橫向和縱向均呈“馬鞍形”分布，沿鋼軌橫向土體最大應(yīng)力位于軌枕位置，縱向土體最大應(yīng)力位于輪對(duì)

3、作用位置;沿深度方向，0m～3m深度范圍內(nèi)應(yīng)力迅速衰減，3m～11m范圍內(nèi)衰減放慢，深度大于17m時(shí)，應(yīng)力衰減至0.1kPa以內(nèi)。地基土體的動(dòng)變形分布規(guī)律與動(dòng)偏應(yīng)力分布規(guī)律基本一致，但變形分布更為均勻。
　　(3)計(jì)算分析了高速鐵路列車運(yùn)行引起的振動(dòng)對(duì)既有鐵路地基土體動(dòng)偏應(yīng)力和動(dòng)變形的影響。結(jié)果表明，高速鐵路運(yùn)行對(duì)既有鐵路地基土體動(dòng)偏應(yīng)力的貢獻(xiàn)度僅為1.47％，對(duì)動(dòng)變形的貢獻(xiàn)度為1.52％，表明高速鐵路列車運(yùn)行對(duì)既有鐵路地基土體的

4、動(dòng)偏應(yīng)力和動(dòng)變形影響很小。線間距和地基土質(zhì)的改變，會(huì)在一定程度增加高速鐵路振動(dòng)對(duì)既有鐵路地基土體動(dòng)偏應(yīng)力和動(dòng)變形的影響。
　　(4)計(jì)算了不同行車條件、線間距和地基土質(zhì)條件下既有鐵路地基土體的累積塑性變形，分析了高速鐵路振動(dòng)荷載長(zhǎng)期作用對(duì)既有鐵路地基土體累積塑性變形的影響。結(jié)果表明，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)工況下，高速鐵路行車對(duì)既有鐵路地基的累積塑性變形影響較小，貢獻(xiàn)度為0.864％;線間距和地基土質(zhì)的改變，會(huì)在一定程度上增加高速鐵路行車對(duì)既有鐵