季節(jié)性凍土地區(qū)高速鐵路路基在氣溫變化、凍融循環(huán)的反復(fù)作用以及反復(fù)列車振動(dòng)沖擊的相互作用下,路基土體內(nèi)的應(yīng)力、變形的變化機(jī)理尤為復(fù)雜。由于目前路基沉降變形問(wèn)題的研究成果多集中在考慮靜荷載或是普通列車,對(duì)于綜合考慮動(dòng)荷載和凍融循環(huán)作用下路基的變形規(guī)律的研究尚未成熟。本文以哈大高鐵工程為研究對(duì)象,參考前人關(guān)于季凍區(qū)鐵路路基防凍層設(shè)計(jì)特點(diǎn)和工作特性的研究,根據(jù)熱力學(xué)相關(guān)理論,采用耦合熱-流體力學(xué)分析模型（流動(dòng)變形）的數(shù)值模型,利用PLAXIS有限元軟件實(shí)現(xiàn)路基土體THM（水熱力耦合）數(shù)值仿真分析,運(yùn)用PLAXIS軟件提供的HSS本構(gòu)模型（小應(yīng)變土體硬化模型）,考慮氣溫變化、路基填料的凍脹率、防凍層導(dǎo)熱性等因素,研究分析高鐵路基在凍融循環(huán)作用下的溫度分布和沉降變形。在此基礎(chǔ)上,采用PLAXIS動(dòng)力模擬和時(shí)程分析,研究?jī)鐾恋鼗诮Y(jié)冰狀態(tài)和融化狀態(tài)時(shí)的殘余變形和最終沉降變形,計(jì)算路基在動(dòng)力荷載作用下的最終沉降量。本文主要取得以下成果:（1）地層中的溫度影響隨土體深度加深而衰減,土體中結(jié)冰層厚度最大值形成時(shí)期在全年出現(xiàn)最低溫度和冰點(diǎn)溫度日期之間。鐵路路基防凍層導(dǎo)熱性會(huì)影響路基結(jié)冰層的厚度,防凍層下方的... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高鐵路基與地層幾何模型

圖 2.3 有限單元網(wǎng)格地基的參數(shù)選取采用 HSS 本構(gòu)模型進(jìn)行模擬。 該模型是非線性塑性本構(gòu)模型屬性，它充分考慮了三軸試驗(yàn)和固結(jié)試驗(yàn)等不同應(yīng)力路徑下的級(jí)參數(shù)采用多年實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，不同溫度下未凍水含量表 2-5 路基和地基各土層土材料屬性名稱 單位 級(jí)配碎石 AB 填料 黏質(zhì)黃土 粉質(zhì)黏土 γunsatkN/m319.58 23.10 17.00 20.80 E′ kN/m2350Ecref′ kN/m21 1 50 35 φ - 42 42 22 24 k m/day 1 1 0.01 0.02

圖 2.4 氣溫分布圖結(jié)果與分析地基溫度場(chǎng)變化變化，如圖 2.5。地表從 25 度，降低到-20 度。地層中的溫度影響隨 攝氏度（273.1K）以上的區(qū)域，可以獲得結(jié)冰深度如圖 2.7,不難看出度比兩側(cè)邊坡厚度小，這是因?yàn)榉纼鰧佑行У慕档蜔醾鲗?dǎo)系數(shù)。路 1.02m，兩側(cè)邊坡結(jié)冰厚度 2.31m。出每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的結(jié)冰厚度，發(fā)現(xiàn)在 215.7 天，路基下方結(jié)冰厚度為冰厚度 2.83m�？梢�，結(jié)冰厚度既不是天氣溫度最低的時(shí)候，也不是K 的時(shí)候，而是介于兩者之間。這是因?yàn)榈責(zé)岜旧硎歉哂诒c(diǎn)的。因氣溫、地層深處的溫度和地層導(dǎo)熱系數(shù)共同決定的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]季節(jié)凍土動(dòng)剪切模量阻尼比試驗(yàn)研究[D]. 于嘯波.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 2016
[2]深季節(jié)性凍土地區(qū)高速鐵路路基穩(wěn)定性研究[D]. 張玉芝.北京交通大學(xué) 2015
[3]深季節(jié)凍土區(qū)列車荷載下路基振動(dòng)響應(yīng)特性與永久變形研究[D]. 王子玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]凍融循環(huán)與列車動(dòng)載耦合作用下高速鐵路地基沉降規(guī)律研究[D]. 蘭常玉.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]高山草甸區(qū)路基土凍脹特性研究[D]. 來(lái)慶專.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]深季節(jié)凍土區(qū)粉砂土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究[D]. 武寧.石家莊鐵道大學(xué) 2014
[3]凍土水熱力三場(chǎng)耦合的襯砌渠道凍脹數(shù)值模擬研究[D]. 王文杰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3630680