水位抬升对高铁路基动力响应与长期沉降的影响

基于Biot理论，建立了轨道-路基-多层饱和土地基耦合系统的2.5维有限元分析模型，提出了考虑实际列车循环荷载作用的路基累积沉降计算方法，分析了水位抬升、列车速度和列车轴重对路基动力响应与长期沉降的影响。研究结果表明：水位抬升对土体振动强度的放大作用并不是局限在水位变化的深度范围内，而是会导致整个路基和地基断面的振动增大，并且这种全断面式的振动放大效应随着列车速度的提高而增强；水位抬升至路基内部时，路基内部会出现显著的超静孔压，最大值达到27.52 kPa,导致有效应力大幅下降，路基内土单元的应力路径向破坏线靠近；当水位仅在地基内抬升时，路基在列车循环荷载作用下的累积变形较小，线路沉降主要来自于地基，当水位抬升至路基内部时，路基累积变形随加载次数的增加发展迅速，100万次加载后变形为19.54 mm,远超容许值，说明路基防水对于线路的长期累积沉降控制具有关键作用；路基和地基的累积变形受列车速度和列车轴重的影响，随着列车轴重的增加而显著增大，并且轴重的增加对路基累积变形的影响相较于地基更强烈，在设计时需要格外关注。     

重复加载下路基填土的临界动应力和永久变形初探

本文针对路基填土在列车荷载重复作用下产生永久变形的问题，利用动三轴试验，研究了重复加载条件下，土体的临界动应力和永久应变随加载次数、加载频率和周围压力变化的规律，对高速铁路和重载铁路路基设计有重要的参考价值．     

考虑时间间歇效应的粉土动力特性

列车荷载是揭示路基真实动力响应特性的前提，以往的动三轴试验将列车荷载视为连续动荷载，忽略了追踪列车间隔时间对路基土体动力特性的影响. 利用室内动三轴仪对粉土开展了连续加载和间歇加载（连续加载与间歇交替循环）的动三轴试验，分析了两种加载方式下粉土超孔隙水压力、回弹模量、累积塑性应变等的发展规律. 研究结果表明:持续动荷载作用下累积的超孔隙水压力在间歇阶段会发生消散，轴向应变在间歇阶段得到一定程度恢复，进而提高了试样抵抗变形的能力；室内动三轴试验忽略间歇效应将高估列车动荷载作用下试样超孔压和塑性应变的累积量及发生破坏的可能性；间歇加载下试样的永久变形行为可依据安定理论划分为塑性安定、塑性蠕变和增量破坏.      

铁路粘土路基动力特性试验研究

通过现场测试和室内试验对压实粘土路基在往复列车荷载作用下的受力行为进行了研究。运用试验结果定量分析了填土路基在往复列车荷载作用下应力-应变反应特性，剖析了路基病害产生的原因，结果表明。路基填土在列车轮对荷载重复作用下产生的累积塑性变形大小与路基上的饱和度密切相关，随着饱和度的增加，土的动强度显著降低。     

高速铁路软土路基有控注浆技术现场试验研究

为有效控制软土路基注浆对高速铁路轨面变形的影响,提出有控注浆的总体原则及其施工控制方法.依托长三角地区某运营高速铁路软土复合路基注浆抬升的现场试验,监测轨面变形、孔隙水压力和土体侧向位移,分析不同注浆施工控制措施对注浆抬升效果的影响;模拟分析在不同列车速度下轨面变形对列车运行安全的影响,以此为依据提出注浆引起轨面变形限值.研究结果表明:采用合理的注浆参数、层位和时间间隔和路基两侧交错注浆的控制措施,可控制轨面变形;列车运行速度越快,轨面变形越大,脱轨系数、轴重减载率和轮轴横向力也越大,列车速度大于200 km/h时,轨面整体变形与差异变形不得大于15 mm,列车速度达到300 km/h时,轨面差异变形应小于10 mm.      

高速铁路列车—基床空间耦合振动响应分析

通过大型有限元软件ANSYS建立的三维有限元分析模型,对高速铁路列车—基床空间耦合振动响应进行了分析,分析结果表明路基结构的横向振动稳定性好,动变形主要集中在基床范围内,基床以下动变形较小,应以竖向变形作为路基基床设计的控制性因素。     

高速铁路板式无碎轨道轨面垂向变形与路基不均匀沉降的映射关系

为研究路基沉降对板式轨道轨面几何变形的影响，基于无拉力Winkler地基叠合梁理论，针对纵连式、单元式两种板式轨道，提出了考虑板底脱空的路基沉降与轨面变形间静态映射关系的计算方法，对由不同沉降型式引起的两种轨道轨面变形特征及变化规律进行了对比.结果表明:纵连板式轨道对基础变形的适应力较单元板式轨道欠佳，底座板与路基间易形成大范围脱空;自重效应下沉降引起的两种轨道轨面变形随基础沉降量的增大差异加剧，且对路基沉降波长极为敏感，当沉降波长达到20m后，轨下板底脱空现象明显缓解，轨面几何不平顺基本可与路基变形保持一致;路基折角型沉降对轨面平顺性的影响相对平缓;错台型沉降不仅使轨面剧烈弯折，还会导致板底严重脱空，10mm差异沉降即可引发轨道与路基结构间约8mm的空吊，给列车运营质量和轨道结构疲劳特性均造成不利影响.     

沥青路面土基永久变形预测

首先简要综述了车辆循环荷载下柔性路面路基变形的研究现状；然后，基于南非重车加载试验数据建立了一个简单的计算模型来预测柔性路面路基的永久变形量．该模型可以全面考虑路基材料特性、路基土在车辆荷载作用下的应力应变状况和荷载作用次数；最后，以一个柔性路面为例，应用该模型对循环荷载下的路基变形发展进行了预估。     

无碴轨道动力学理论及应用

根据车辆-轨道耦合动力学理论，建立了列车与路基上无碴轨道空间耦合动力学模型．模型中将钢轨视为弹性点支承基础上的Bernoulli-Euler梁，将轨道板及混凝土底座视为弹性基础上的弹性薄板．推导了路基上无碴轨道的运动方程．用上述模型及方程分析了遂渝线无碴轨道综合试验段路基上板式轨道及过渡段的动力学性能．结果表明，快速客车、重载以及普通货车通过路基上板式轨道时，轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、以及CA砂浆和路基面动应力等动力学指标均小于许用值．该无碴（板式和双块式）轨道与有碴轨道过渡段在客运列车作用下钢轨挠度变化率均小于许用值（0．300mm／m），在货物列车作用下略大于许用值．     

列车荷载下软土路基长期沉降预测研究进展

随着我国高速铁路的快速发展,列车荷载作用下软土路基的长期沉降问题备受人们关注。简要回顾了本构模型法、经验模型法及机器学习法在路基沉降计算及预测中的应用,调研显示,目前的研究中对于荷载形式的选择没有统一;没有考虑列车荷载下土体的模量的软化对路基长期沉降的影响;没有考虑列车荷载的间歇性影响。     

高液限土与软粘土路基沉降变形规律研究

针对软土路基沉降变形的特点,分别采用传统的规范中经验系数校正法,不考虑蠕变特性及考虑蠕变特性的有限元方法分析了路基的沉降变形,研究结果表明:路堤填土荷载较大时,且软土路基蠕变性质比较明显时,不适宜采用传统的规范方法计算路基沉降,而采用考虑蠕变影响的有限元分析方法可能更加合适。     

循环荷载下压实粉土的动态特性

为了研究交通循环荷载下黄河冲积粉土的动态特性,基于室内应力控制式动三轴试验,并考虑动应力、含水率两个因素的变化,研究了压实粉土的累积塑性变形、回弹模量及临界动应力的变化规律.试验结果表明:循环荷载下压实粉土的累积变形与动应力、含水率的高低均有关,动应力越大,累积变形随含水率增加而增长较快;压实粉土的回弹模量随动应力增加而缓慢降低,随含水率增加线性减小;压实粉土的临界动应力随含水率增加线性降低.     

膨胀性红土铁路路基基床动力反应分析

本文结合南昆线路基基床动力特性的研究专题，根据现场实际的膨胀性红土基床断面，选用了１／５的大比例尺模型，进行了室内基床模型激振试验，在所得试验成果的基础上，分析了模型基床动力反应的规律。根据这些规律，可在实际工程中作为评价膨胀性红土基床设计和施工的理论依据之一。     

强夯技术在新旧路基纵向接缝中的应用

提出了新旧路基纵向接缝结合的处理方法,详细介绍了应用强夯法处理接缝方案的确定以及施工过程中的质量控制与管理,进一步证明了强夯法对地基快速加固处理的适用性。     

加封层的水泥路面在动载作用下的受力分析

车辆在通过有裂缝、坑槽等不平顺的路面时会发生跳动,产生对路面具有瞬态冲击效应的动荷载。考虑在普通水泥路面上增加一层乳化沥青封层,采用ANSYS计算分析沥青封层对受动荷载作用的水泥路面动力性能的影响。计算结果表明:在动载作用下,增加沥青封层的水泥路面,动荷载作用效应在路表的影响范围要比没有沥青封层的小;沥青封层对面层底部的变形影响不大,但可降低面层底部的应力值。     

强夯法处理新旧路基结合部的工法

强夯法是一种动力加固压密新旧路基结合部的方法,从而提高了新旧路基结合部的强度及压实度,减少不均匀沉降。     

土工格室和土工网改善基床动态性能模型试验

介绍了分别使用土工网和土工格室加固基床的5组动态1：1模型试验。为了反映列车荷载对基床的长期作用,每组试验均进行了100万次的重复加载试验。测试了动应力、弹性变形、永久变形等反映基床动态特性的参量,研究 了动应力、弹性变形和永久变形随动荷载而变化的规律,并建立了相关关系。分析比较了土工网和土工格室改善基床动态性能的效果,并对效果的差异进行了分析和总结。     

Nonlinear Dynamic Buckling of Damaged Composite Cylindrical Shells

Based on the first order shear deformation theory(FSDT), the nonlinear dynamic equations involving transverse shear deformation and initial geometric imperfections were obtained by Hamilton's philosophy. Geometric deformation of the composite cylindrical shell was treated as the initial geometric imperfection in the dynamic equations, which were solved by the semi-analytical method in this paper. Stiffness reduction was employed for the damaged sub-layer, and the equivalent stiffness matrix was obtained for the delaminated area. By circumferential Fourier series expansions for shell displacements and loads and by using Galerkin technique, the nonlinear partial differential equations were transformed to ordinary differential equations which were finally solved by the finite difference method. The buckling was judged from shell responses by B-R criteria, and critical loads were then determined. The effect of the initial geometric deformation on the dynamic response and buckling of composite cylindrical shell was also discussed, as well as the effects of concomitant delamination and sub-layer matrix damages.     

金佛山混凝土面板堆石坝地震反应3-D分析

基于等效线性模型,采用三维非线性动力有限元法对拟建金佛山混凝土面板堆石坝进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度反应、动应力反应、地震永久变形的规律和分布。计算结果表明:坝顶附近加速度反应较大,应采取相应的抗震工程措施;坝体动应力反应较小;坝体残余变形不大;大坝整体抗震性能较好,满足给定地震下的抗震安全性要求。     

地铁及国铁荷载共同作用下地基土动力响应分析

结合南京地铁二号线东延线盾构隧道下穿宁芜铁路工程,研究地铁及铁路荷载共同作用下地基土动力响应．利用车辆-轨道耦合模型,计算轮轨垂向力．利用有限单元法分析地铁线路中心线下地基土和国铁路基面弹性变形、加速度随时间的变化规律,以及地基土中动应力分布规律．分析结果表明,在同样的加载条件下,地铁左线和右线地基土弹性变形及加速度随时间变化规律相似,动应力响应较大的区域主要分布在铁路基床表层、拱腰附近和轨枕下方土层．