巴準(zhǔn)重載鐵路高路堤行車(chē)振動(dòng)反應(yīng)與長(zhǎng)期沉降分析.pdf_第1頁(yè)
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1、鐵路貨物運(yùn)輸?shù)闹剌d化已成為當(dāng)今世界鐵路主要的發(fā)展趨勢(shì)。重載鐵路因具有效益好、運(yùn)量大、效率高、能耗低等優(yōu)勢(shì),在我國(guó)得到迅猛發(fā)展。目前,針對(duì)普通鐵路路基行車(chē)振動(dòng)反應(yīng)基本規(guī)律與長(zhǎng)期沉降預(yù)測(cè)的研究已做了較多工作,而對(duì)重載鐵路路基行車(chē)振動(dòng)反應(yīng)與長(zhǎng)期沉降問(wèn)題尚缺乏足夠深入的研究。為此,本文以巴準(zhǔn)重載鐵路高路堤路基典型斷面為研究對(duì)象,選取 C75重載貨車(chē),采用有限元法與經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型相結(jié)合的手段,分析了重載列車(chē)荷載作用下巴準(zhǔn)鐵路高路堤路基振動(dòng)反應(yīng)基本規(guī)

2、律,據(jù)此預(yù)測(cè)了高路堤路基長(zhǎng)期沉降的特征。主要研究?jī)?nèi)容如下:
  首先,針對(duì)巴準(zhǔn)重載鐵路 DK97+454斷面實(shí)際狀況,建立了重載列車(chē)荷載作用下高路堤路基行車(chē)振動(dòng)反應(yīng)的動(dòng)力有限元分析模型。模型中,將軌枕結(jié)構(gòu)考慮為線性梁?jiǎn)卧?軌下部分選擇平面應(yīng)變單元模擬;同時(shí)采用無(wú)限元方法模擬模型的橫向及豎向人工邊界,以消除波在人工邊界的反射作用對(duì)體系振動(dòng)反應(yīng)造成的不利影響。路基土、地基均采用彈塑性 D-P本構(gòu)模型模擬,軌枕及道床采用線彈性本構(gòu)模型模

3、擬,車(chē)-軌-路基動(dòng)力耦合體系采用瑞利阻尼模型考慮體系的能量耗散效應(yīng)?;诮y(tǒng)一分析理論,采用已編寫(xiě)的車(chē)-軌-路基動(dòng)力耦合系統(tǒng)的分析模型與計(jì)算程序,獲得重載列車(chē)軌枕作用力的時(shí)程響應(yīng),作為模型的荷載的輸入,利用顯式積分算法求解體系的非線性動(dòng)力方程,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)資料對(duì)比,驗(yàn)證了建立數(shù)值模型的正確性。
  接著,采用建立的數(shù)值模型,輸入重載列車(chē)不同時(shí)速下對(duì)路基的動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)作為模型的外部激勵(lì),進(jìn)行高路堤振動(dòng)反應(yīng)的動(dòng)壓應(yīng)力與豎向加速度分

4、析,考察了列車(chē)速度、道床厚度和剛度、基床表層厚度和剛度對(duì)路基振動(dòng)反應(yīng)的影響。研究表明:運(yùn)行速度會(huì)對(duì)高路堤路基振動(dòng)反應(yīng)加速度產(chǎn)生很大影響,道床層及基床表層厚度的增加可以有效地控制道床及基床表層以下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而過(guò)大的道床剛度及基床表層剛度可能導(dǎo)致路基振動(dòng)反應(yīng)增大。
  最后,將以上計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于模型的沉降預(yù)測(cè)公式,同時(shí)將高路堤路基分為道床層及路堤填方兩部分,分別預(yù)測(cè)了道床層及路堤填方的長(zhǎng)期沉降趨勢(shì),并通過(guò)振次與時(shí)間之間的換算關(guān)系,

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