凍土路基列車行駛振動反應研究

1、國內(nèi)圖書分類號：U213.1 國際圖書分類號：625.1 工學碩士學位論文 凍土路基列車行駛振動反應研究 碩 士 研 究 生： 于洋 導 師 ： 凌賢長 教授 申 請 學 位 ： 工學碩士 學科、 專業(yè)： 結構工程 所 在 單 位： 土木工程學院 答 辯 日 期： 2006 年 6 月 授予學位單位： 哈爾濱工業(yè)大學 摘 要 -I -摘 要 通過試驗與理論分析相結合方法，研究凍土路基列車行駛振動反應。基于低溫動三軸試驗，分析凍

2、土動力性能及其主要影響因素，這是研究凍土路基列車行駛振動反應必要基礎。引入土－結動力相互作用子結構法分析思想，并結合凍土路基設計基本原則與傳統(tǒng)結構型式，同時考慮凍土區(qū)路基實際狀況與若干典型路基剖面，建立枕木－道碴－路基－場地動力系統(tǒng)。以大慶冬季現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)作為動力輸入，采用 FLAC 軟件進行數(shù)值模擬，對凍土路基列車行駛振動反應及其主要影響因素做一些基礎性研究工作。低溫動三軸試驗研究表明，凍土的最大動剪切模量與冰晶含量密切相關，隨圍壓升

3、高、負溫降低而增大，隨軸向動載頻率和單級振次、含水量增大而存在最值；阻尼比受圍壓、負溫、含水量影響顯著，隨動剪應變幅值增加而顯著增大；動剪切模量比主要受疲勞效應、未凍水含量、負溫、軸向動載單級振次影響，隨動剪應變幅值增加而減??；動力變形本構關系可近似刻畫為雙曲線模型，但是后期塑性變形顯著增大，高溫凍土和低含水量凍土的塑性變形十分突出。凍土場地－路基體系列車行駛振動反應數(shù)值模擬表明，場地動力反應主要來自豎向振動；速度和加速度反應沿深度方向

4、衰減迅速；凍土層對動力反應有加劇作用；路基兩側自由邊界對水平加速度、水平速度有一定影響；豎向動位移與列車行駛作用時間密切相關，路肩豎向動位移較大；快速列車(126km/h)觸發(fā)的豎向和水平動正應力、動剪應力均較大，但是滿足路基設計規(guī)范要求；振動輸入部位、路肩、坡腳的動力反應明顯，坡腳有動應力集中現(xiàn)象，動正應力、動剪應力均較高，動剪應變集中出現(xiàn)于路肩；負溫和含水量對路基動位移、動剪應力、動剪應變影響顯著；動剪應變受疲勞效應影響明顯，并隨振