隨著我國高速鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展,越來越多的高速鐵路即將建成,高速列車荷載引起地基的振動(dòng)問題也越來越受到廣泛關(guān)注。飽和砂土地基作為地基的一種,在高速列車荷載下不僅會(huì)發(fā)生沉降,還可能會(huì)發(fā)生液化,從而引起一系列的危害。本文使用室內(nèi)GDS動(dòng)三軸儀器對福建標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行一系列試驗(yàn),探究高鐵列車荷載作用下飽和砂土的累積應(yīng)變和動(dòng)孔壓等動(dòng)力特性;基于試驗(yàn)結(jié)果,使用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行二次開發(fā),得到剛度衰減模型并結(jié)合Mohr-Coulomb本構(gòu)模型,模擬出飽和砂土的累積軸向應(yīng)變并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證模型的可行性;利用ABAQUS有限元軟件建立了軌道-路基-地基三維有限元模型,對高鐵列車移動(dòng)荷載作用下飽和砂土地基的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究,所得出的結(jié)論為鐵路相關(guān)設(shè)計(jì)提供了理論的依據(jù)和參考。主要研究成果有以下4個(gè)方面:（1）對單向荷載作用下飽和砂土的動(dòng)力特性進(jìn)行試驗(yàn)研究,全面考慮了固結(jié)方法、頻率、圍壓和動(dòng)應(yīng)力幅值等不同條件下,飽和砂土累積軸向應(yīng)變和動(dòng)孔壓的發(fā)展規(guī)律。通過試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn):偏壓固結(jié)下砂土的動(dòng)力特性表現(xiàn)出與等壓固結(jié)完全不同的情況;動(dòng)應(yīng)力幅值和圍壓是決定飽和砂土動(dòng)力特性發(fā)展的主要因素,飽和砂土累積軸向應(yīng)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中長期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文列車振荷載作用下產(chǎn)生的塑性累積永久變形過大時(shí)，便會(huì)引起路基不同程度的不，會(huì)帶來較大不均勻沉降的可能性，從而導(dǎo)致鐵路線路不平順，而在不平順條件，路基動(dòng)力響應(yīng)加劇，路基變形向更不平順方向發(fā)展，從而影響乘客舒適度、增用[3]。近些年來，世界各地建造了大量的高速鐵路，然而在后期的運(yùn)行過程中，多重大的交通事故：2003 年，日本長崎一輛高鐵列車發(fā)生脫軌，20 人死亡，40（圖 1-2）；2000 年，歐洲一輛跨國列車在法國北部發(fā)生脫軌，14 人受傷，法國，列車的脫軌的真正原因是由于鐵路路基不平整。不僅如此，隨著列車的行駛速，行車荷載的附加動(dòng)應(yīng)力必然會(huì)增加，車輛與軌道相互作用力加強(qiáng)，由此產(chǎn)生的力也必然隨之提高。而隨著速度增加，由列車荷載導(dǎo)致的動(dòng)應(yīng)力過大會(huì)直接影響方的地基土�，F(xiàn)場實(shí)測資料表明[4]，實(shí)際鐵路中，大約 70%的能量會(huì)被地基土上吸收，但是還是會(huì)有大約 30%的能量會(huì)通過傳播至下層的地基土。而遭受到外加基土?xí)l(fā)生塑性變形，破壞其穩(wěn)定狀態(tài)，從而很可能引起新的長期附加沉降，導(dǎo)基病害，使地基繼續(xù)陷入不利軌道運(yùn)營的惡性循環(huán)。

（a）受力圖 （b）應(yīng)力莫爾圓圖 2-1 等壓固結(jié)狀態(tài)受力情況Figure 2-1 Stress in consolidation state2）單向循環(huán)三軸試驗(yàn)中土體的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行單向動(dòng)三軸試驗(yàn)中，在固結(jié)階段完成后，接下來就是施加軸向循環(huán)應(yīng)力荷載用d 表示。動(dòng)荷載施加時(shí)，土樣中開始出現(xiàn)剪力。壓半周時(shí)，0 d 1 2 ，剪應(yīng)力d d 1 2 ；拉半周時(shí)，正應(yīng)力c 0 d 1 2 ，剪應(yīng)力 2-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙向耦合循環(huán)剪切條件下飽和砂土體應(yīng)變發(fā)展規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 趙凱,吳琪,熊浩,茅文博,陳國興.  巖土工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]華南典型路基紅黏土動(dòng)力學(xué)特性動(dòng)三軸試驗(yàn)分析[J]. 胡永強(qiáng),湯連生,林沛元.  自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]復(fù)雜加載條件下的砂土本構(gòu)模型[J]. 萬征,孟達(dá).  力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于臨界狀態(tài)的砂土本構(gòu)模型研究[J]. 姚仰平,張民生,萬征,王乃東,朱超祁.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]基于現(xiàn)場液化試驗(yàn)的飽和砂土孔壓增量計(jì)算模型[J]. 付海清,袁曉銘,王淼.  巖土力學(xué). 2018(05)
[6]基于D-P損傷本構(gòu)模型的修正優(yōu)化[J]. 趙攀,伍開松,吳波,郗秦陽.  機(jī)械強(qiáng)度. 2017(04)
[7]波浪作用下飽和砂土孔壓發(fā)展規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 鄧海峰,劉振紋,祁磊,許浩,田偉,李春.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]飽和砂土的循環(huán)邊界面本構(gòu)模型[J]. 趙春雷,蔡國慶,趙成剛,張衛(wèi)華.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[9]青藏鐵路原狀凍結(jié)砂土動(dòng)力特性參數(shù)試驗(yàn)研究[J]. 何菲,王旭,劉德仁,蔣代軍,劉博詩.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]不規(guī)則動(dòng)荷載作用下砂土孔壓特性試驗(yàn)研究[J]. 潘坤,楊仲軒.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(S1)

博士論文
[1]基于變圍壓應(yīng)力路徑的飽和軟粘土動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[D]. 谷川.浙江大學(xué) 2012
[2]列車移動(dòng)荷載作用下地基的動(dòng)應(yīng)力及飽和軟粘土特性研究[D]. 王常晶.浙江大學(xué) 2006
[3]高速列車運(yùn)動(dòng)荷載作用下地基和隧道的動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 邊學(xué)成.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]尾粉砂液化及液化后變形特性試驗(yàn)研究[D]. 嚴(yán)智慧.江西理工大學(xué) 2018
[2]地震頻率對砂土液化的影響研究[D]. 曾事超.浙江海洋大學(xué) 2018
[3]顆粒形狀特征的表征及對砂土剪切模量影響的研究[D]. 羅嵐.浙江大學(xué) 2018
[4]非等向固結(jié)條件下飽和砂土的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[D]. 解新妍.長安大學(xué) 2017
[5]雙向循環(huán)荷載作用下紅土的動(dòng)強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究[D]. 徐鵬.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[6]軟土地區(qū)新建高鐵振動(dòng)對鄰近既有鐵路地基的長期影響研究[D]. 倪萍.北京交通大學(xué) 2015
[7]飽和含細(xì)礫砂土動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[D]. 張?zhí)K.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于復(fù)雜應(yīng)力路徑飽和砂土動(dòng)力試驗(yàn)的本構(gòu)模型研究[D]. 陳星耀.浙江大學(xué) 2015
[9]富水砂性路基對列車振動(dòng)荷載作用的動(dòng)態(tài)響應(yīng)[D]. 常世清.大連交通大學(xué) 2014
[10]高速鐵路路基動(dòng)力響應(yīng)的現(xiàn)場測試及物理模型試驗(yàn)研究[D]. 徐翔.浙江大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3265612