發(fā)布時(shí)間：2023-10-15 15:22

　　軌道交通荷載作用下路基和地基的動(dòng)力行為主要體現(xiàn)為振動(dòng)和沉降。隨著東南沿海飽和軟土地區(qū)軌道交通設(shè)施的大力建設(shè)以及列車運(yùn)行速度的提高,軌道交通引起的振動(dòng)和沉降問(wèn)題日益突出,交通荷載作用下軟土地基的動(dòng)力響應(yīng)和沉降也成為交通巖土領(lǐng)域倍受關(guān)注的課題。目前,交通荷載在彈性地基上的動(dòng)力響應(yīng)已有了豐富的研究成果,但國(guó)內(nèi)外關(guān)于飽和地基相關(guān)的理論和試驗(yàn)研究均十分有限。本文以高速鐵路和城市地鐵為研究對(duì)象,基于Naiver和Biot兩大彈性波動(dòng)理論,采用2.5維有限元數(shù)值手段與線路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的方式,系統(tǒng)地研究了交通荷載作用下軌道-路基(隧道)-地基的動(dòng)力響應(yīng)。本論文主要研究工作和研究成果包括:1.基于Naiver彈性波動(dòng)理論,推導(dǎo)了彈性地基上的車-軌-路耦合2.5維有限元控制方程,建立有砟軌道,無(wú)砟軌道的2.5維有限元分析模型并驗(yàn)證其有效性;實(shí)測(cè)結(jié)果表明:按照我國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造的有砟軌道路基表面動(dòng)應(yīng)力強(qiáng)度遠(yuǎn)大于無(wú)砟軌道,線路狀態(tài)良好的有砟軌道路基表面動(dòng)應(yīng)力約為同等情況無(wú)砟軌道路基表面動(dòng)應(yīng)力的6倍;數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,當(dāng)軌道下方的路基-地基尺寸和參數(shù)相同時(shí),有砟軌道路基表面振動(dòng)幅值是無(wú)砟軌道的1.1倍左右,路基...

【文章頁(yè)數(shù)】：216 頁(yè)

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 軌道交通的發(fā)展
        1.1.2 存在的問(wèn)題
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于單相介質(zhì)波動(dòng)理論的路基動(dòng)力行為研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于雙相介質(zhì)波動(dòng)理論的路基動(dòng)力行為研究現(xiàn)狀
        1.2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 交通循環(huán)荷載作用下的長(zhǎng)期沉降
    1.3 本文的主要工作
2 2.5維有限元方法介紹及單相彈性地基求解
    2.1 2.5維有限元方法原理
    2.2 彈性地基2.5維有限元表達(dá)式推導(dǎo)
    2.3 模型單元及邊界處理
    2.4 單相彈性地基驗(yàn)證
    2.5 列車荷載表達(dá)式
        2.5.1 四分之一車體模型
        2.5.2 整車模型
        2.5.3 整車車-軌-路耦合
    2.6 本章小結(jié)
3 列車交通荷載在有砟軌道和無(wú)砟軌道中引起的動(dòng)力響應(yīng)
    3.1 有砟軌道軌道-路基-地基耦合模型
        3.1.1 有砟軌道軌道-路基-地基耦合模型公式推導(dǎo)
        3.1.2 秦沈客運(yùn)專線有砟軌道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試簡(jiǎn)介
        3.1.3 秦沈客運(yùn)專線有砟軌道數(shù)值分析
    3.2 無(wú)砟板式軌道軌道-路基-地基耦合模型
        3.2.1 板式軌道軌道-路基-地基耦合模型公式推導(dǎo)
        3.2.2 浙江大學(xué)全比尺高速鐵路板式軌道-路基系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介
        3.2.3 無(wú)砟板式軌道2.5維有限元數(shù)值模擬
    3.3 臨界速度研究
        3.3.1 有砟軌道和無(wú)砟軌道臨界速度比較
        3.3.2 關(guān)于臨界速度的參數(shù)化分析
    3.4 本章小結(jié)
4 飽和地基中超靜孔壓響應(yīng)的產(chǎn)生及累積
    4.1 Biot動(dòng)力控制方程
        4.1.1 u-w格式控制
        4.1.2 其他格式的控制方程
    4.2 u-w格式的2.5維控制方程及求解
        4.2.1 邊界條件
        4.2.2 2.5維有限元推導(dǎo)
    4.3 2.5維雙相飽和地基驗(yàn)證
        4.3.1 彈性地基退化驗(yàn)證
        4.3.2 飽和地基驗(yàn)證
    4.4 點(diǎn)荷載作用下飽和地基超靜孔壓響應(yīng)分析
        4.4.1 超靜孔壓的時(shí)程曲線及應(yīng)力路徑分析
        4.4.2 超靜孔壓沿深度的衰減
        4.4.3 荷載移動(dòng)速度和土體滲透系數(shù)之比對(duì)超靜孔壓的影響
        4.4.4 剪應(yīng)力及應(yīng)力比分析
        4.4.5 排水距離的影響
        4.4.6 土體剛度的影響
    4.5 整車荷載作用下飽和地基超靜孔壓響應(yīng)分析
        4.5.1 列車通過(guò)產(chǎn)生的孔壓累積
        4.5.2 滲透系數(shù)的影響
        4.5.3 列車速度和滲透系數(shù)之比對(duì)超靜孔壓累積的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)及飽和地基動(dòng)力響應(yīng)
    5.1 測(cè)試場(chǎng)地介紹
    5.2 儀器布置
    5.3 儀器選型與埋設(shè)
        5.3.1 孔壓計(jì)安裝
        5.3.2 振動(dòng)速度傳感器安裝
        5.3.3 應(yīng)變片安裝與標(biāo)定
    5.4 測(cè)試軌道及列車參數(shù)
    5.5 測(cè)試數(shù)據(jù)及分析
        5.5.1 輪軌力測(cè)試結(jié)果
        5.5.2 振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試結(jié)果
        5.5.3 超靜孔壓響應(yīng)測(cè)試結(jié)果
    5.6 寧波地鐵2.5維隧道-飽和地基有限元模型
        5.6.1 模型簡(jiǎn)介
        5.6.2 模型驗(yàn)證
    5.7 地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)
        5.7.1 彈性地基與飽和地基振動(dòng)響應(yīng)的比較
        5.7.2 環(huán)境振動(dòng)評(píng)價(jià)
    5.8 地鐵運(yùn)行在周圍飽和土層中引起的動(dòng)力響應(yīng)
        5.8.1 飽和地基中的超靜孔壓響應(yīng)
        5.8.2 彈性地基與飽和地基動(dòng)應(yīng)力的比較
    5.9 本章小結(jié)
6 超靜孔壓的長(zhǎng)期發(fā)展及固結(jié)沉降預(yù)測(cè)
    6.1 成層地基一維非線性固結(jié)的HDQM求解
        6.1.1 數(shù)學(xué)模型及基本方程
        6.1.2 DQM求解一維固結(jié)過(guò)程中超靜孔壓、有效應(yīng)力和固結(jié)度
        6.1.3 一維固結(jié)問(wèn)題所用DQM權(quán)系數(shù)的比較
        6.1.4 典型循環(huán)荷載及其HDQM轉(zhuǎn)換
    6.2 循環(huán)荷載下一維固結(jié)計(jì)算
        6.2.1 典型循環(huán)荷載作用下的固結(jié)特性
        6.2.2 矩形循環(huán)荷載下的相關(guān)參數(shù)化分析
    6.3 HDQM預(yù)測(cè)交通荷載引起的超靜孔壓發(fā)展及沉降
        6.3.1 時(shí)間因子與真實(shí)時(shí)間的轉(zhuǎn)換
        6.3.2 交通荷載的轉(zhuǎn)化
        6.3.3 寧波地鐵超靜孔壓發(fā)展及固結(jié)沉降預(yù)測(cè)
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文研究工作的總結(jié)
    7.2 今后研究的展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷與科研成果



本文編號(hào)：3854160