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文檔簡介
1、我國現(xiàn)有三分之二以上干線鐵路交通位于季節(jié)凍土區(qū),受季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基凍融狀態(tài)的影響,季節(jié)凍土區(qū)列車行駛引起路基振動響應(yīng)特性較復(fù)雜。實踐與研究結(jié)果表明,在季節(jié)凍土區(qū),當(dāng)凍結(jié)深度達到0.5 m時便對工程有重要影響,而凍結(jié)深度達到1.0 m則對工程有嚴(yán)重影響。鑒于此,本文以我國東北典型深季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基凍融病害防治為應(yīng)用背景,對列車荷載作用下凍融土的動力性能與主要影響因素、列車行駛引起季節(jié)性凍脹路基振動響應(yīng)特性與主要影響因素、列車行駛長期反
2、復(fù)振動下季節(jié)性凍脹路基變形特點與主要影響因素等關(guān)鍵問題進行了基礎(chǔ)性研究,主要研究內(nèi)容與取得的成果如下。
(1)為研究深季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基在不同凍結(jié)時期振動特性,進行了深季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基完整凍融循環(huán)(凍結(jié)期,春融期,正常期)的列車行駛路基振動響應(yīng)現(xiàn)場監(jiān)測,揭示了不同季節(jié)與凍融狀態(tài)下路基振動響應(yīng)特性、振動衰減規(guī)律,并據(jù)此研究了列車類型、載重、行駛速度、凍融狀態(tài)、振動方向等因素對路基振動幅頻特性的影響。
(2)采用室內(nèi)低
3、溫動三軸試驗方法,針對不同負(fù)溫、加載頻率、反復(fù)凍融條件設(shè)計室內(nèi)試驗工況,深入系統(tǒng)研究了典型深季節(jié)凍土區(qū)鐵路路路基凍結(jié)粉質(zhì)粘土的動力本構(gòu)關(guān)系、動剪切模量、阻尼比及其主要影響因素。研究表明,凍土、融土動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系受溫度、凍融循環(huán)次數(shù)與加載頻率等因素影響,動剪切模量倒數(shù)與動應(yīng)變之間具有明顯的線性關(guān)系,表明此路基粉質(zhì)粘土動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系附合雙曲線模型。
(3)通過Python語言編寫程序,實現(xiàn)了應(yīng)用ABAQUS軟件參數(shù)化建立包括軌
4、枕-道床-路基-場地的鐵路路基三維無限元邊界計算模型?;诘湫图竟?jié)凍土區(qū)鐵路路基,建立考慮相變的三維路基溫度場計算模型。根據(jù)大慶地區(qū)地表溫度統(tǒng)計值,且考慮到地溫升高趨勢,預(yù)測哈爾濱-滿洲里鐵路路基建立至今溫度場時空分布。采用課題組自編程序計算得到的列車動荷載作為軌枕作用力輸入,將數(shù)值計算的穩(wěn)態(tài)溫度場結(jié)果作為初始條件加到路基計算模型中,實現(xiàn)溫度場與應(yīng)力場的耦合,并對計算結(jié)果進行驗證。
(4)應(yīng)用季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基三維有限元模型,
5、分析不同凍結(jié)期列車行駛引起鐵路路基內(nèi)部及周圍環(huán)境的振動響應(yīng)特性。對列車荷載作用下,路基的動應(yīng)力、加速度幅頻特性及幅值衰減規(guī)律等進行了深入研究。通過設(shè)定不同工況,分析列車類型、行駛速度、列車編組和軌道不平順譜等對路基動力響應(yīng)特性的影響。
(5)基于凍土融土的靜三軸固結(jié)不排水壓縮試驗和動三軸永久應(yīng)變試驗,建立了高寒深季節(jié)凍土區(qū)長期列車荷載下路基永久變形預(yù)測模型,并結(jié)合路基振動響應(yīng)的三維動力有限元數(shù)值模擬分析,研究了不同季節(jié)與凍融狀
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