地下水開采對高速鐵路無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基沉降及行車安全的影響研究.pdf

1、為了滿足農(nóng)業(yè)或工業(yè)用水的需要，在高速鐵路沿線大量開采地下水的現(xiàn)象越來越普遍，而長期、大量開采地下水將導(dǎo)致地基土的壓密沉降，從而引起高鐵路基的變形，反映在軌道上則是引起軌面不平順，加劇輪軌作用，甚至直接威脅高速列車運(yùn)行安全。本文在深入調(diào)研文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，選取高速鐵路常見的路基結(jié)構(gòu)形式——樁板結(jié)構(gòu)路基，建立了抽水引起樁板結(jié)構(gòu)路基變形的流固耦合模型和高速車輛—無砟軌道—樁板結(jié)構(gòu)路基耦合動力學(xué)模型，并通過編程，將流固耦合模型中計(jì)算得到的軌道不平順

2、導(dǎo)入動力學(xué)模型，深入研究了高速鐵路附近地下水開采對線路變形和行車安全的影響，具體如下:
　　(1)研究了抽水條件下軌道和樁板結(jié)構(gòu)路基的變形規(guī)律。結(jié)果表明:軌道和路基各層的橫、垂向位移均呈現(xiàn)出“中間大，兩頭小”的特點(diǎn);由于樁體對軌道和承載板的垂向支承作用以及對路基的加固作用，各層垂向位移在樁頂位置處較小，在承載板位置處較大。
　　(2)研究了不同路基結(jié)構(gòu)形式、不同抽水井與路基間距、不同抽水量條件對軌道樁板結(jié)構(gòu)路基變形的影響。結(jié)

3、果表明:抽水井與路基間距、抽水量對軌道和樁板結(jié)構(gòu)路基變形的影響均非常顯著;與未加固的路基相比，樁板結(jié)構(gòu)路基抵抗線路橫向變形和垂向變形的效果非常明顯，這主要是由于樁板結(jié)構(gòu)整體剛度較大，且樁體直接打入基巖。
　　(3)當(dāng)抽水井與路基間距為200m，抽水量為3000m3/d時(shí)，分別對比分析了地下水開采前后行車安全性指標(biāo)、軌道和樁板結(jié)構(gòu)路基動力響應(yīng)隨車速和軸重的變化。結(jié)果表明:不同車速、軸重的高鐵車輛經(jīng)過該地下水開采路段時(shí)都能保證較高的安

4、全性和平穩(wěn)性，且在輪軌力滿足要求的前提下，降低車速和增大軸重可以使車輛的運(yùn)行更加安全平穩(wěn)。
　　(4)對比分析了不同抽水條件下的軌道不平順對行車安全性指標(biāo)、軌道和樁板結(jié)構(gòu)路基動力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:抽水井與路基間距對車輛運(yùn)行安全性的影響最為顯著，當(dāng)抽水井與路基間距為50m時(shí)，車輛運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性已經(jīng)不能得到保證;當(dāng)抽水井與路基間距為200m時(shí)，抽水量的大小對行車安全性指標(biāo)、軌道和樁板結(jié)構(gòu)路基動力響應(yīng)的影響并不明顯，其原因在于