軌下基礎彈性層狀結構分析理論與計算方法.pdf

1、我國傳統(tǒng)鐵路軌下基礎結構由于缺乏系統(tǒng)的理論計算方法，在其設計上一直沿用基于實測數(shù)據(jù)校驗的半經(jīng)驗法，該方法缺乏靈活性和針對性，然相比而言，我國公路路基路面結構卻早已有了成熟的計算理論及相對較為完善的設計理論體系。隨著當前我國鐵路軌下基礎結構的不斷發(fā)展，尤其是高速鐵路軌下基礎結構及材料的不斷豐富，使得鐵路軌下基礎結構與公路路基路面結構存在諸多相似之處?；诖耍疚膮⒖嫉湫凸仿坊访娼Y構計算理論--彈性層狀體系理論，采用剛度矩陣法，重新推導

2、了應用于鐵路軌下基礎結構的動、靜力學理論計算方法，引入拉普拉斯變換以及二維傅里葉變換實現(xiàn)對計算理論模型的數(shù)值求解，并針對有砟軌道以及三種典型無砟軌道鐵路，分別采用梁單元、彈性薄板單元以及彈簧單元等對鐵路上部軌道結構各部件進行有限單元法模擬計算，應用以上推導的鐵路軌下基礎彈性層狀結構計算方法建立起鐵路系統(tǒng)整體結構動、靜力學理論計算模型。
　　在以上理論計算模型及相應求解方法推導的基礎上，采用MATLAB數(shù)學工具軟件平臺編制計算程序，

3、從而達到理論模型求解的電算實現(xiàn)，并針對有砟軌道鐵路以及傳統(tǒng)板式無砟軌道鐵路等典型結構進行靜力學實例分析，分別采用本文計算程序以及通用有限元計算程序進行計算對比，通過計算獲得有砟軌道軌下基礎最大豎向位移分別為1.50mm以及1.95mm、最大豎向應力分別為0.34MPa以及0.21MPa，其計算結果差異較?。话迨綗o砟軌道鐵路軌下基礎最大豎向位移分別為0.40mm以及1.20mm、最大豎向應力分別為0.11MPa以及0.26MPa，其計算結

4、果對比相對差異略大，然根據(jù)剛性板變形及其受力的特點考慮，本文程序計算結果與實際剛性板受力狀態(tài)更為接近。針對秦沈線典型試驗工況，采用本文計算方法獲得軌下基礎頂面最大豎向動應力以及豎向動位移分別為83.0kPa和0.58mm，與相關參考文獻中的現(xiàn)場測試結果以及計算結果差別較小，實例分析結果驗證了本文提出的鐵路軌下基礎彈性層狀結構計算方法的可靠性。
　　最后，基于本文推導的鐵路軌下基礎三維多層彈性層狀體系理論計算方法，參考我國公路路基路