高速鐵路運行舒適性和安全性主要取決于輪軌之間的高平順性和相互動力作用的高穩(wěn)定性,穩(wěn)定的路基結構是實現這一目標的前提條件。路基在循環(huán)荷載、地下水以及環(huán)境因素等共同作用下不可避免會發(fā)生不均勻沉降現象,而路基的不均勻沉降會造成高速鐵路軌道結構的變形,產生額外的附加應力。而軌道結構的變形會映射到鋼軌表面造成鋼軌表面的不平順,對高速列車運行的安全性、平穩(wěn)性和舒適性產生影響。因此,研究高速鐵路路基不均勻沉降具有重要意義。本文以高速鐵路無砟軌道路基沉降問題為研究對象,基于溫克爾彈性地基耦合梁理論和有限元方法,建立板式無砟軌道梁-體空間有限元模型。充分考慮無砟軌道各層間接觸非線性特性,分析在軌道自重荷載和列車動荷載作用下基礎的不均勻沉降與無砟軌道鋼軌的不平順之間的映射關系,并在此基礎上,對高速鐵路無砟軌道線路路基不均勻沉降現有安全限值進行評測分析。研究結果表明:當高速鐵路線路基礎發(fā)生不均勻沉降時,無砟軌道結構在受到自重荷載以及列車動荷載共同影響下,會發(fā)生跟隨性沉降變形,最上層結構的跟隨性沉降變形幅值最小,而越靠近基礎沉降的無砟軌道結構的跟隨性沉降幅值越接近實際沉降幅值�；A沉降幅值越大鋼軌軌面不平順就...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 車輛-軌道-路基耦合系統(tǒng)動力學概述
        1.2.1 車輛-軌道-路基耦合動力學發(fā)展
        1.2.2 車輛-軌道-路基耦合動力學內容
    1.3 路基不均勻沉降及其研究現狀
        1.3.1 路基不均勻沉降形成原因
        1.3.2 路基不均勻沉降的研究現狀
    1.4 本論文研究的主要內容
2 路基上無砟軌道力學模型和路基不均勻沉降模型
    2.1 幾種典型路基上無砟軌道模型
        2.1.1 彈性地基耦合梁模型
        2.1.2 彈性地基梁-板模型
        2.1.3 彈性地基梁-體模型
    2.2 建立板式無砟軌道有限元模型
        2.2.1 板式無砟軌道簡介
        2.2.2 建立CRTSIII型板式無砟軌道有限元模型
    2.3 高速鐵路路基不均勻沉降模型
        2.3.1 路基不均勻沉降機理
        2.3.2 路基不均勻沉降控制標準
        2.3.3 路基不均勻沉降模型
    2.4 本章小結
3 車輛-無砟軌道-路基垂向耦合系統(tǒng)動力學模型
    3.1 概述
    3.2 車輛動力學模型及振動方程
        3.2.1 坐標系的定義及車輛振動自由度
        3.2.2 車輛垂向振動模型
        3.2.3 車輛垂向振動方程
    3.3 無砟軌道動力學模型及振動方程
        3.3.1 模態(tài)法與有限元法的比較
        3.3.2 無砟軌道連續(xù)彈性點支承梁模型
        3.3.3 無砟軌道連續(xù)彈性點支承梁振動方程
    3.4 路基動力學模型及振動方程
        3.4.1 道床及路基的振動參數計算
        3.4.2 路基空間有限元模型建立
    3.5 系統(tǒng)間相互作用模型
    3.6 本章小結
4 路基不均勻沉降對無砟軌道結構靜力學特性的影響
    4.1 不均勻沉降對軌道變形影響
        4.1.1 沉降波長的影響
        4.1.2 沉降幅值的影響
    4.2 不均勻沉降對軌道應力影響
        4.2.1 沉降波長的影響
        4.2.2 沉降幅值的影響
    4.3 本章小結
5 垂向路基不均勻沉降對車軌耦合系統(tǒng)動力學特性影響
    5.1 行車速度的影響
    5.2 不均勻沉降幅值影響
    5.3 不均勻沉降波長影響
    5.4 不均勻沉降位置影響
    5.5 本章小結
6 橫向路基不均勻沉降對車軌耦合系統(tǒng)動力學特性影響
    6.1 行車速度的影響
    6.2 不均勻沉降幅值的影響
    6.3 不均勻沉降波長的影響
    6.4 本章小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3743289