青藏鐵路多年凍土區(qū)列車(chē)行駛路基振動(dòng)反應(yīng)與累積永久變形.pdf

1、隨著青藏鐵路的通車(chē),由列車(chē)荷載振動(dòng)效應(yīng)引起凍土路基的沉陷問(wèn)題日益顯著,直接關(guān)系到客貨列車(chē)的安全營(yíng)運(yùn)、能否提速等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。鑒于此,本論文以青藏鐵路高溫極不穩(wěn)定多年凍土區(qū)路基在氣候變化和列車(chē)荷載共同作用下的長(zhǎng)期服役性能為應(yīng)用背景,采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的技術(shù)手段,對(duì)青藏鐵路列車(chē)荷載下凍土、融土的動(dòng)力變形特性、列車(chē)荷載下路基振動(dòng)反應(yīng)和長(zhǎng)期列車(chē)荷載作用下路基動(dòng)力永久變形等科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究,主要研究?jī)?nèi)容與取得的成果如下

2、。
　　(1)針對(duì)不同的動(dòng)應(yīng)力條件、環(huán)境溫度和土體物理狀態(tài),通過(guò)低溫動(dòng)三軸試驗(yàn),分析了凍結(jié)粉質(zhì)粘土的動(dòng)力變形特性,研究了列車(chē)荷載下凍土的彈性變形和累積塑性變形的變化規(guī)律,建立了凍土回彈模量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?并以臨界動(dòng)應(yīng)力為歸一化因子,進(jìn)一步建立了凍土累積塑性應(yīng)變與動(dòng)應(yīng)力條件、振動(dòng)次數(shù)和凍結(jié)溫度等參數(shù)之間的關(guān)系模型。
　　(2)針對(duì)凍融循環(huán)與列車(chē)荷載作用特點(diǎn),基于常溫動(dòng)三軸試驗(yàn),研究了凍融循環(huán)次數(shù)、融化溫度、動(dòng)應(yīng)力幅值等對(duì)融化粉質(zhì)粘

3、土的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的影響,深入研究了凍融循環(huán)和列車(chē)循環(huán)荷載綜合作用下融土的彈性變形和累積變形變化規(guī)律,并建立了回彈模量和累積塑性變形與凍融循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系模型,與以上建立的模型一并為后續(xù)計(jì)算分析青藏鐵路路基永久變形提供依據(jù)。
　　(3)針對(duì)青藏鐵路路基的場(chǎng)地條件,采用有限元-無(wú)限元相結(jié)合手段,研究了列車(chē)行駛對(duì)多年凍土區(qū)路基三維振動(dòng)反應(yīng)的數(shù)值模擬途徑。實(shí)現(xiàn)了溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)耦合,探討了列車(chē)速度、軸重與路基的主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)路基振動(dòng)反應(yīng)的