本文關(guān)鍵詞：高性能輕質(zhì)混凝土路橋過渡段材料特性與數(shù)值分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鐵路線下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物連接處的合理過渡問題一直是研究的熱點(diǎn)。利用輕質(zhì)填筑材料進(jìn)行臺(tái)背路基填筑是一種從本質(zhì)上解決過渡段問題的方法,但目前尚缺乏其應(yīng)用于鐵路過渡段性能的研究。故為了適應(yīng)鐵路過渡段荷載、結(jié)構(gòu)要求,本文采用室內(nèi)試驗(yàn)方法,研究了纖維改性后的高性能輕質(zhì)混凝土材料力學(xué)性能;利用巖土有限元軟件PLAXIS 2D對(duì)高性能輕質(zhì)混凝土過渡段進(jìn)行靜力學(xué)分析研究；并采用非線性有限元軟件ABAQUS對(duì)三維過渡段模型進(jìn)行動(dòng)力分析研究。本文研究成果如下：(1)室內(nèi)試驗(yàn)研究表明,高性能輕質(zhì)混凝土各項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度均高于普通輕質(zhì)混凝土,各指標(biāo)隨纖維摻量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì),纖維摻量存在最優(yōu)值。不同密度高性能輕質(zhì)混凝土最優(yōu)纖維摻量不同,且隨等級(jí)增加而增加。利用纖維加筋,可以提高材料塑性性能。對(duì)于密度較低(400kg/m3)的高性能輕質(zhì)混凝土,纖維改性效果不是十分明顯。(2)靜力學(xué)數(shù)值分析結(jié)果顯示,采用高性能輕質(zhì)混凝土填筑過渡段,可以有效降低橋臺(tái)水平位移,卻會(huì)一定程度地增大臺(tái)身轉(zhuǎn)角,但轉(zhuǎn)角滿足規(guī)范限值。橋臺(tái)基礎(chǔ)樁間土附加應(yīng)力的大小與填筑材料密度基本呈線性相關(guān)。采用高性能輕質(zhì)混凝土填筑過渡段可以有效降低地基面沉降和先修段路基沉降。級(jí)配碎石過渡段路基面工后沉降沿縱向?yàn)橄掳夹头蔷�性分布,而高性能輕質(zhì)混凝土過渡段路基面工后沉降沿縱向?yàn)樾逼率骄�性分布。在本論文擬定工況下,級(jí)配碎石過渡段路基面彎折角均超過規(guī)范限值,且工后沉降分布曲線曲率半徑不滿足豎曲線要求。(3)動(dòng)力學(xué)數(shù)值分析結(jié)果顯示,路基表層加速度與列車速度基本呈線性關(guān)系。加速度在過渡段高性能輕質(zhì)混凝土中的衰減速度明顯小于普通土質(zhì)路基中的衰減速度。隨著高性能輕質(zhì)混凝土密度增加,加速度減小。列車速度、高性能輕質(zhì)混凝土材料密度對(duì)加速度沿深度衰減規(guī)律影響不大。過渡段結(jié)構(gòu)型式對(duì)衰減規(guī)律影響顯著。沿“橋→路”方向,加速度幅值在過渡段內(nèi)由小到大緩慢變化,進(jìn)入普通路基段后,加速度逐漸增大。列車速度對(duì)加速度縱向分布規(guī)律影響不大。正梯形過渡段縱坡段路基面加速度明顯大于倒梯形過渡段,不利于平順過渡。動(dòng)應(yīng)力沿深度衰減規(guī)律與加速度沿深度衰減規(guī)律類似。列車速度和過渡段結(jié)構(gòu)型式對(duì)動(dòng)應(yīng)力橫向分布規(guī)律無明顯影響。過渡段材料彈性模量越高,動(dòng)應(yīng)力沿橫向分布越均勻。動(dòng)位移幅值沿縱向分布規(guī)律與加速度類似。過渡段材料彈性模量越大,路基面動(dòng)位移幅值越小。設(shè)計(jì)中推薦采用倒梯形結(jié)構(gòu)。過渡段路基振動(dòng)為低頻振動(dòng),振動(dòng)頻率范圍為0-45Hz。(4)路橋過渡段靜、動(dòng)參數(shù)分析顯示,采用高性能輕質(zhì)混凝土填筑路橋過渡段,各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,且優(yōu)于采用級(jí)配碎石填筑路橋過渡段。高性能輕質(zhì)混凝土密度控制范圍上限為800kg/m3�？傮w上,高性能輕質(zhì)混凝土具有更好的塑性性能,采用其填筑過渡段可降低對(duì)橋臺(tái)影響,且動(dòng)力特性優(yōu)良,在高速鐵路路橋過渡段工程中具有較好的應(yīng)用潛力。本論文研究成果可以在一定程度上為高性能輕質(zhì)混凝土路橋過渡段設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路 路基工程 路橋過渡段 輕質(zhì)混凝土 數(shù)值分析 動(dòng)力分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U414;U444
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 路橋過渡段研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 泡沫輕質(zhì)混凝土研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線21-23
• 1.3.1 研究目標(biāo)21
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.3.3 研究技術(shù)路線22-23
• 第2章 高速鐵路路橋過渡段問題與對(duì)策研究23-33
• 2.1 概述23
• 2.2 高速鐵路路橋過渡段主要問題23-25
• 2.2.1 不平順問題23-24
• 2.2.2 橋臺(tái)變形問題24-25
• 2.3 高速鐵路路橋過渡段設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)25-28
• 2.4 高速鐵路路橋過渡段問題解決對(duì)策28-33
• 2.4.1 過渡段不平順處理的內(nèi)容及原則28
• 2.4.2 路橋過渡段常見處理方法28-30
• 2.4.3 軟土地基橋臺(tái)穩(wěn)定控制措施30-33
• 第3章 高性能輕質(zhì)混凝土材料特性分析33-45
• 3.1 輕質(zhì)混凝土特性33-34
• 3.1.1 制備原理33
• 3.1.2 物理力學(xué)特性33-34
• 3.2 高性能輕質(zhì)混凝土加筋改性試驗(yàn)34-43
• 3.2.1 試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容35
• 3.2.2 試驗(yàn)方案35-37
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析37-43
• 3.3 高性能輕質(zhì)混凝土路橋過渡段處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 高性能輕質(zhì)混凝土過渡段靜力分析45-68
• 4.1 概述45
• 4.2 數(shù)值分析模型建立與計(jì)算參數(shù)45-50
• 4.2.1 計(jì)算工況45-46
• 4.2.2 材料本構(gòu)關(guān)系及參數(shù)46-48
• 4.2.3 分析荷載48-49
• 4.2.4 邊界條件49
• 4.2.5 模型分組及對(duì)比49-50
• 4.2.6 計(jì)算步驟50
• 4.3 高性能輕質(zhì)混凝土過渡段填筑施工對(duì)橋臺(tái)影響分析50-55
• 4.3.1 橋臺(tái)水平位移分析52-53
• 4.3.2 橋臺(tái)臺(tái)身轉(zhuǎn)角分析53-55
• 4.4 橋臺(tái)基礎(chǔ)樁間土附加應(yīng)力分析55-58
• 4.5 高性能輕質(zhì)混凝土過渡段填筑施工對(duì)先修段路基影響分析58-62
• 4.5.1 地基面沉降分析58-61
• 4.5.2 先修段路堤基床底層頂面變形分析61-62
• 4.6 高性能輕質(zhì)混凝土過渡段路基面沉降變形分析62-66
• 4.7 本章小結(jié)66-68
• 第5章 高性能輕質(zhì)混凝土過渡段動(dòng)力分析68-103
• 5.1 概述68
• 5.2 過渡段動(dòng)力分析模型建立68-76
• 5.2.1 動(dòng)力學(xué)模型及簡(jiǎn)化68
• 5.2.2 分析工況68-69
• 5.2.3 材料參數(shù)69-70
• 5.2.4 列車動(dòng)荷載模擬70-73
• 5.2.5 邊界條件及網(wǎng)格73-75
• 5.2.6 模型分組及對(duì)比75
• 5.2.7 分析斷面75-76
• 5.3 加速度分析76-85
• 5.3.1 豎向加速度幅值沿深度方向衰減規(guī)律76-82
• 5.3.2 加速度沿縱向分布規(guī)律82-85
• 5.4 動(dòng)應(yīng)力分析85-93
• 5.4.1 動(dòng)應(yīng)力幅值沿深度方向衰減規(guī)律86-90
• 5.4.2 動(dòng)應(yīng)力橫向分布規(guī)律90-93
• 5.5 動(dòng)位移沿縱向分布規(guī)律93-97
• 5.5.1 列車速度的影響94
• 5.5.2 過渡段填筑材料的影響94-95
• 5.5.3 過渡段結(jié)構(gòu)型式的影響95-97
• 5.6 振動(dòng)時(shí)頻分析97-101
• 5.6.1 加速度分析97-99
• 5.6.2 動(dòng)應(yīng)力分析99-101
• 5.7 本章小結(jié)101-103
• 結(jié)論與展望103-105
• 致謝105-106
• 參考文獻(xiàn)106-112
• 附錄112-113
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及主要科研工作113

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本文編號(hào)：261864