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路基变形及结构适应性研究

张晓靖  
【摘要】: 随着京沪高速铁路、武广、郑西等客运专线的开工,我国高速无碴轨道进入了全新的时期。为进一步深入研究无碴轨道的工作机理、力学行为与设计方法,我国决定修建了遂渝无碴轨道综合实验段,正线全长12.65km,为国内首段成段铺设试验段。 高速无碴轨道轨下基础受力十分复杂,主要表现在两个方面:一是路基土的强度疲劳失稳;二是轨下基础的变形疲劳失稳。因此,无碴轨道路基的变形控制成为分析的核心问题。而在以往的研究当中,路基仍以强度控制为主,对路基的变形未能有足够的认识。 本文以铁道部科技研究发展计划项目2005K004-(G):遂渝线无碴轨道综合试验段关键技术试验研究——遂渝线无碴轨道线下工程关键技术试验研究为依托,利用HKS公司的非线性有限元软件ABAQUS建立三维有限元模型,采用现有的列车荷载模型,主要分析讨论了列车荷载的不同速度、路基的设计参数等对路基的振动加速度、竖向动位移、动应力等相关变形力学响应的影响。初步探讨了路基变形及结构的适应性。研究结果表明:基床表层动应力随其刚度的增大略有增大,竖向加速度及竖向动位移随其刚度的增大而减小;地基刚度存在一临界刚度值为80MPa,当刚度大于80MPa时,基床表层动应力及竖向动位移变化幅度变小,而竖向加速度则呈较快下降趋势;各力学响应随速度的提高呈一定规律的波动趋势。同时利用一种永久变形预测模型,分析了路基的永久变形及差异沉降,结果表明,现有路基结构能较好满足变形要求。


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