高速铁路论文：无砟轨道路基结构动力特性与影响因素的研究.doc

高速铁路论文：无砟轨道路基结构动力特性与影响因素的研究【中文摘要】无砟轨道凭借高稳定性、高平顺性以及维修工作量小等优点,在高速铁路与客运专线的修建中获得了广泛的应用作为无砟轨道铺设的基础,土质路基尤其是基床部分,承受着列车高速运行时产生的振动荷载作用无砟轨道路基结构在列车振动荷载作用下的动态响应是一个复杂的动力学过程,涉及车辆、轨道以及路基等三方面的因素因此必须对它的动力特性进行研究,确定动应力、动变形和加速度等在路基基床内的变化规律,以此来指导无砟轨道路基各结构的合理设计本文以遂渝线无砟轨道综合试验段为工程背景,采用理论研究、模型试验和现场实测、数值模拟相结合的方法,对无砟轨道路基结构的动态响应与影响因素作了以下研究工作：(1)总结了车辆—轨道—路基结构动力响应的研究现状与存在问题；概述了无砟轨道结构型式和路基基床结构型式的主要类型和特点；论述了与无砟轨道结构相匹配的路基刚度2)简介了列车动荷载的产生机理,并对列车动荷载采用三种函数进行了模拟；概况了岩土的动应力应变关系特性和弹塑性本构关系。

3)简要介绍了遂渝线无砟轨道路基基床动力特性模型试验与现场行车测试4)运用FLAC-3D软件,建立了板式无砟轨道路基结构三维数值模型,进行列车动荷载作用下的动力仿真计算分析路基各结构层的刚度、厚度等设计参数对板式无砟轨道路基结构的动力特性与影响规律；分析列车速度及列车轴重等对整个系统的动态响应与影响规律5)通过将数值计算结果与模型试验和现场实测数据进行对比研究,以此验证数值模型的正确性和合理性,并全面掌握无砟轨道路基结构的动力学特性英文摘要】Ballastless track is widely applied in the building of high speed railway and passenger dedicated line with its advantages of high stability, high ride comfort and few maintenance. As the basis for the ballastless track, soil subgrade, especially the bedding, holds up the loading generated when the train runs at high speed. The ballastless track-subgrade dynamical response generated by the vibration loading of train is a complex dynamic process, involved three factors which are vehicles, track and subgrade. Therefore, we must research dynamic characteristics of the bedding, determine the discipline of dynamic stress, deformation and acceleration in the bedding. In this way, we can guide rational design of ballastless track-subgrade structure.This paper is based on the ground of the experiment line of sui-yu railway. The author adopts theoretical analysis, integrating field investigation and numerical simulation, studying on the dynamical response of ballastless track-subgrade structure. The main research work and conclusion as follows:(1)This paper comprehensively summarizes the status and problems of vehicles-track-subgrade structure’s dynamical response, overviews the ballastless track structure styles and their characteristic, discourses the subgrade stiffness which matchs ballastless track-subgrade structure,(2)It simulates the high moving train load by three function through analyzing the mechanism producing by train. It overviews soil’s dynamic stress-strain features and elastoplastic constitutive relation.(3)It briefly introduces the large-scale test model of ballastless track subgrade and the comprehensive field test.(4)It establishes 3D numerical model of slab ballastless track-subgrade structure by software FLAC-3D, and does dynamic simulation by using the numerical model. It analyzes the influence feature of subgrade structural lay’s stiffness and thickness to the dynamical response of slab ballastless track-subgrade structure; it also analyzes the influence feature of the different train axle and speed. (5)Through comparing the calculation results with measured results, the numerical model and calculation parameters are proved to be reasonable. Therefore, we can grasp the dynamical characteristic of ballastless track-subgrade structure.【关键词】高速铁路 无砟轨道 遂渝线 FLAC-3D 动态响应【英文关键词】high speed railway ballastless track sui-yu railway FLAC-3D dynamical response【目录】无砟轨道路基结构动力特性与影响因素的研究摘要6-7ABSTRACT7-8第1章 绪论12-281.1 引言12-131.2 无砟轨道路基结构动力响应研究现状13-181.2.1 无砟轨道路基结构动力响应理论研究现状13-141.2.2 无砟轨道路基结构动力响应数值研究现状14-161.2.3 无砟轨道路基结构动力晌应试验研究现状16-171.2.4 无砟轨道路基结构动力响应研究存在的问题17-181.3 无砟轨道结构型式18-221.3.1 外国无砟轨道结构的发展概况18-201.3.2 我国无砟轨道结构的研究概况20-221.4 路基基床结构型式22-251.4.1 日本高速铁路基床结构及技术标准231.4.2 欧洲高速铁路基床结构及技术标准23-241.4.3 我国高速铁路基床结构及技术标准24-251.5 与无砟轨道结构相匹配的路基刚度25-261.6 本文研究内容26-28第2章 无砟轨道路基结构动力响应研究28-342.1 列车动荷载的模拟28-302.1.1 匀速移动简谐力28-292.1.2 匀速移动恒力292.1.3 激振荷载29-302.2 土的动应力应变关系特性30-312.3 岩土的弹塑性本构关系31-332.4 本章小结33-34第3章 遂渝线无砟轨道路基基床动力特性试验与现场行车测试简介34-463.1 引言343.2 遂渝线无砟轨道路基基床动力特性试验34-403.2.1 模型的制作34-353.2.2 模型的试验方法35-363.2.3 6Hz循环加载模型试验结果36-373.2.4 10Hz循环加载模型试验结果37-393.2.5 6Hz分级循环加载模型试验结果39-403.3 现场行车测试40-443.3.1 长枕埋入式无砟轨道测点布置403.3.2 长枕埋入式无砟轨道测试数据40-443.4 本章小结44-46第4章 无砟轨道路基结构动力数值建模与参数研究46-614.1 FLAC-3D简介46-484.1.1 FLAC-3D简介46-474.1.2 FLAC-3D非线性动力反应分析47-484.2 材料计算参数48-504.2.1 轨道板484.2.2 CA砂浆层48-494.2.3 混凝土底座494.2.4 级配碎石494.2.5 A、B组填料494.2.6 路基本体与地基49-504.3 模型的建立50-594.3.1 初始地应力场的生成51-524.3.2 接触面52-534.3.3 动荷载的输入53-544.3.4 动力边界条件54-564.3.5 力学阻尼56-594.4 本章小结59-61第5章 无砟轨道路基结构动力数值计算与分析61-855.1 路基各结构层动力响应分析61-655.2 路基各结构层刚度对路基动力特性的影响65-705.2.1 基床表层刚度的影响65-685.2.2 基床底层刚度的影响68-705.3 路基各结构层厚度对路基动力特性的影响70-775.3.1 基床表层厚度的影响71-735.3.2 基床底层厚度的影响73-755.3.3 混凝土底座厚度的影响75-775.4 列车车速对路基动力特性的影响77-805.5 列车轴重对路基动力特性的影响80-8。