軟土地區(qū)新建高速鐵路振動對鄰近既有鐵路地基的長期影響研究.pdf

1、隨著鐵路網(wǎng)的加密，新建高速鐵路往往不可避免的鄰近既有鐵路，且在軟土地基區(qū)段，列車通過時產(chǎn)生的振動問題更為突出。因此，軟土地區(qū)新建高速鐵路振動對既有鐵路地基的影響有必要進行研究。本文以滬寧城際鐵路和其鄰近的京滬鐵路為研究對象，采用理論和實測數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，建立了系統(tǒng)動力仿真模型，研究了高速鐵路列車運行產(chǎn)生的振動以及振動荷載長期作用對鄰近既有鐵路地基影響。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)運用系統(tǒng)動力分析理論，建立了車輛-軌道耦合

2、動力學(xué)模型和新線路基-土體-既有線路基三維有限元模型。通過計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)對比分析，驗證了模型的合理性和計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，為高速鐵路振動對既有鐵路地基的影響研究建立了計算模型。
　　(2)計算分析了不同行車條件（僅既有鐵路行車、高速鐵路與既有鐵路同時行車）、線間距和地基土質(zhì)條件下，既有鐵路地基的動力響應(yīng)。計算結(jié)果表明，地基土體動偏應(yīng)力沿鋼軌橫向和縱向均呈“馬鞍形”分布，沿鋼軌橫向土體最大應(yīng)力位于軌枕位置，縱向土體最大應(yīng)力位于輪對

3、作用位置;沿深度方向，0m～3m深度范圍內(nèi)應(yīng)力迅速衰減，3m～11m范圍內(nèi)衰減放慢，深度大于17m時，應(yīng)力衰減至0.1kPa以內(nèi)。地基土體的動變形分布規(guī)律與動偏應(yīng)力分布規(guī)律基本一致，但變形分布更為均勻。
　　(3)計算分析了高速鐵路列車運行引起的振動對既有鐵路地基土體動偏應(yīng)力和動變形的影響。結(jié)果表明，高速鐵路運行對既有鐵路地基土體動偏應(yīng)力的貢獻度僅為1.47％，對動變形的貢獻度為1.52％，表明高速鐵路列車運行對既有鐵路地基土體的

4、動偏應(yīng)力和動變形影響很小。線間距和地基土質(zhì)的改變，會在一定程度增加高速鐵路振動對既有鐵路地基土體動偏應(yīng)力和動變形的影響。
　　(4)計算了不同行車條件、線間距和地基土質(zhì)條件下既有鐵路地基土體的累積塑性變形，分析了高速鐵路振動荷載長期作用對既有鐵路地基土體累積塑性變形的影響。結(jié)果表明，測試現(xiàn)場工況下，高速鐵路行車對既有鐵路地基的累積塑性變形影響較小，貢獻度為0.864％;線間距和地基土質(zhì)的改變，會在一定程度上增加高速鐵路行車對既有鐵