论文部分内容阅读
膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩的特殊黏士,它具有超固结性、裂隙性、胀缩性等工程特性,被称为“工程中的癌症”。我国是膨胀土分布最广、受膨胀土危害最严重的国家之一,其中以广西、云南两省更为典型,膨胀土具有显著的区域性及结构性,对于铁路路基工程采用常规的膨胀土地基处治方法,效果并不理想。为了有效的处治云桂铁路膨胀土地基病害,本文以铁道部科技司课题“云桂铁路膨胀土岩溶地段关键技术研究(2010G016-B)”和国家自然科学基金项目“高速铁路路基长期动力稳定性评价方法研究(51278499)”为依托,提出了一种基于新型防排水结构层的路堑基床形式,借助FLAC3D软件,分析新型路堑基床结构的力学特性,主要研究内容和结论如下：(1)膨胀力模拟研究。根据湿度应力场和温度应力场平衡微分方程的相似性,研究了膨胀力的施加方法。借助FLAC3D温度场模块,建立现场竖向膨胀力试验模型,根据试验结果反算出云桂线膨胀土的线膨胀系数,并对该系数进行了验算。(2)列车荷载模拟研究。将列车单个轮载简化为列车自重静载和附加动载的叠加,利用材料力学知识得到了考虑钢轨分布作用时单个轮载作用下任一轨枕处的应力时程曲线,再通过叠加原理得到列车荷载作用下相邻车厢相邻转向架4组车轮在同一轨枕处的应力时程曲线,将轨枕作为列车荷载的输入位置。(3)列车荷载作用下,新型防排水结构层物理力学参数敏感性研究。研究表明：新型防排水结构层弹性模量对路基面动位移的影响最大；铺设位置对路基面动应力影响最大；铺设厚度对地基面动应力的影响最大。(4)新型路堑基床动静力学特性研究。分析了中-弱、中-强膨胀土地基新型路堑基床在列车荷载和膨胀力作用下的力学响应,并对比分析了传统基床结构在相应列车荷载下的动力响应。(5)分析方法与计算参数的适用性研究。根据现场激振试验建立相应的FLAC3D模型,将模型计算值与现场实测值进行了比较分析,二者吻合度较高,验证了分析方法和计算参数取值的正确性。图183幅,表44个,参考文献98篇