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随着季节性冻土区高速铁路的建设和运行,路基的稳定性问题日益凸显。为保证季节冻土区高速铁路安全运营,有必要对冻融循环和列车荷载作用下路基的稳定性进行研究。 以深季节冻土区路基为研究对象,在前人研究成果的基础上,对路基地温分布规律进行了理论分析和数值模拟分析,并对冻融进行了研究。研究了路基温度场,以及动力荷载作用下路基应力场和动位移的变化趋势。研究结果有助于加深对深季冻土地区高速铁路路基稳定性的理解,为季节性冻土地区高速铁路路基设计与维护提供参考。本文主要研究内容概括如下: 首先,采用ABAQUS数值模拟方法,基于哈大高速铁路路基,建立了无砟轨道铁路路基二维模型,并用于研究减振技术的有效性,对加固的范围以及加固材料进行了研究。研究发现,提高路基基床表层模量有利于减小路基振动,且当基床表层模量超过5GPa时,其对减振的影响不再明显,这意味着对基床表层加固到5GPa时,既能起到减振作用,又能节约成本。加固块厚度越大,减振效果越明显。随着加固块埋深加大,减振效果逐渐减弱。当埋深超过1m~1.6m时,路基振动反而增大。总体而言,本研究验证了在轨道下一定范围内安置加固块以达到减振的效果。 然后,建立了三维数值分析模型,研究季节性冻土地区高速铁路动力响应影响因素。根据哈大高铁地表温度的统计值,并结合地温的上升趋势,预测了哈大路基温度场的分布。将数值计算的稳态温度场结果(基于30年的温度计算)作为初始条件添加到路基计算模型(有砟和无砟轨道路基模型)中以实现温度场和应力场的耦合。研究了路基高度,路基坡度,有砟和无砟轨道以及不同列车轴重对路基动力响应(动应力,动位移)的影响。