有轨电车荷载作用下路基结构动力响应分析

采用有限元程序ABAQUS建立数值模型，研究有轨电车路基在荷载作用下的动应力变化规律，分析有轨电车动应力随着不同行车速度、路基横断面位置、路基深度的传递规律，同时分析不同基床结构与地基土下动力响应的变化情况。结果表明：动应力在路基中呈现出两端大，中间小的特点，总体上呈马鞍形分布；有轨电车轮载所引起的附加应力快速衰减，在深度达到0.7 m左右时，动应力衰减一半；路基结构中的动应力随基床结构弹性模量的增大而逐渐减小，并且受基床底层弹性模量影响更大；随着地基土弹性模量增大，路基结构内动应力会略微增大，但路基结构的竖向位移会大大减小。     

重载铁路路基动力响应的数值分析

通过大型有限元软件ANSYS,建立轨道-路基三维有限元模型,分析路基动应力沿线路横向和纵向的分布规律,以及不同轴重和基床表层模量对路基动应力的影响,为以后重载铁路基床的设计和养护维修提供参考。研究结果表明:路基面竖向动应力沿线路横向和纵向的分布都不均匀,横向大致呈“M”形。基床表层动应力的衰减最为急剧,约为40%。随着轴重的增加,路基各层竖向动应力都在增加。基床表层弹性模量为150 MPa时,轴重每增加5 t,基床表面竖向动应力最大增加26.1%。40 t轴载下,基床表层弹性模量每增加50 MPa,基床表面竖向动应力最大增加2.68%。     

高铁有砟轨道路基动应力及基床厚度计算分析

为了解高速铁路有砟轨道路基内部不同深度处列车动压应力的计算方法和路基基床厚度的控制标准，首先将列车轮对动荷载简化成作用在轨枕底的矩形均布荷载后，按布辛尼斯克传递法计算轨枕中心下不同深度处的动压应力，然后对动压应力沿不同深度处的衰减情况和静压应力的比值进行对比分析，最终按动静比小于等于20%控制标准计算了基床总厚度；分析了采用动应力一个参数确定基床表层厚度和基床总厚度的具体控制值，并对计算得出的基床表层厚度和基床总厚度与现行高速铁路设计规范的规定值进行了对比。     

高速铁路路基基床结构可靠性研究

铁路路基基床是承受轨道结构和列车荷载的基础，当列车运行速度提高至400+km/h时，增大了基床动应力、动变形、动应变的不确定性。基于《铁路路基设计规范（极限状态法）》（Q/CR 9127—2018），分别建立了基床动应力、动变形、动应变的功能函数；其次基于可靠度的方法，研究400+km/h高速铁路路基的基床参数的合理性。结果表明：基床K 30及动轴重指标对控制基床动变形更为敏感。     

高速铁路黄土路堤结构动力响应数值分析

运用FLAC3D内置FISH语言编程实现列车荷载的施加，分析了两种黄土路堤结构在动荷载下的响应特征，并探讨桩板结构桩间距对路堤动力响应的影响。结果表明:桩板结构路堤各层的竖向位移均比无桩板结构的大；两种模型的动应力均沿线路横向呈马鞍型不均匀分布，轨下位置处动应力最大，桩板结构路堤峰值动应力比无桩板结构的大；桩间距为4 m时，基床表层表面位移最大，桩间距为3，2 m时，基床表层位移基本一致，并且比4 m时小，桩间距在2~3 m时基床表层表面位移较小。通过模拟结果发现，无桩板结构路堤动力响应比桩板结构路堤的小，在不考虑别的因素条件下，采用无桩板填土路堤结构较为合理。     

高速铁路路基结构的动力有限元分析

从轨道的几何不平顺角度出发,提出了列车荷载的简化计算模型。通过改变基床表层、底层及地基土的刚度,利用大型通用有限元软件ANSYS对路基进行非线性动力有限元分析,揭示基床及地基刚度对路基的变形、动应力及加速度的影响,并得出了一些有意义的结论。     

土工格室对基床动应力重分布的影响

通过在现场开展动应力测试 ,对铺设土工格室后基床动应力的重分布进行了探讨。测试表明 ,铺设 15cm高的土工格室后基床动应力最大值可下降 30 %左右 ,土工格室的整体性对动应力重分布有较大影响。     

无砟轨道有轨电车路基基床结构探讨

国内现代有轨电车建设尚处于起步、摸索阶段,路基设计无现行规范可执行,路基基床结构设计多参照国内铁路技术标准。对此,在理论分析基础上,结合国内在建(已建)的无砟轨道有轨电车项目工程建设经验,对路基基床结构进行探讨,并提出适合无砟轨道有轨电车项目的路基基床结构形式及填料要求。     

无砟轨道路基动力响应影响因素分析

以双块式无砟轨道路基典型结构为研究对象,分析车辆轴重、结构层间接触条件、轨道结构整体模量、支承层模量和基床表层模量等对路基面动力响应的影响,分析路基动力响应对各参数的敏感性。数值仿真结果表明:在车辆单轴荷载作用下,路基面动应力分布表现为横向均匀、纵向三角形的基本形式;对路基面动应力沿线路纵向分布长度影响的主要因素,是无砟轨道结构的整体刚度、车辆轴重、支承层模量等;结构面间接触状态劣化导致无砟轨道结构刚度的降低和路基面的动压力增大。     

基于路基动应力的路基工作区深度确定方法研究

鉴于考虑路面厚度和材料刚度影响的 J．Boussinesg修正公式所得的路基工作区深度过小,仅至上路床部位,与实际情况不符。提出了基于竖向路基动应力分布规律确定路基工作区深度的方法。通过比较模型试验和计算模拟在竖向动应力和动位移沿深度方向的衰变规律,发现衰变规律在路基工作区深度范围符合性较好,验证了该方法的正确性与可靠性。对典型结构组合下路基动应力与工作区深度进行计算分析,分析结果表明：在标准汽车荷载100、130 kN 作用下,路基顶面动应力为6．4～13．4 kPa,相应的工作区深度为0．6～0．9 m。在重交通和特重交通的汽车荷载170 kN、200 kN 作用下,路床顶面动应力为12～20．6 kPa,相应的工作区深度为1．0～1.2 m,已进入上路堤范围0．2～0．4 m。     

斜坡路基沥青路面结构动力响应分析

斜坡地段公路的主要破坏形式是斜坡路基的稳定和沥青路面的纵向开裂。斜坡路基沥青路面的力学行为因其特殊的结构形式有其显著特点。现场调查表明轮载动力作用直接影响斜坡路基稳定及上承路面结构的响应。采用有限元软件ABAQUS建立了斜坡路基路面动力计算模型,分析了车辆荷载作用下斜坡路基动应力、路表弯沉以及基层层底拉应力的变化规律,重点研究了车辆轴载、行车速度、面层刚度、面层厚度、基层刚度、基层厚度、路基模量等外加荷载状态、路面层状组合与材料力学性能方面的参数对斜坡路基沥青路面结构动力响应的影响。分析认为斜坡路基填筑质量、基层厚度和动力作用对路面响应具有重要影响,设计、施工和管理中必需采取有针对性的措施以防止路面的早期破坏并保证路面的长期使用性能。     

列车荷载作用下路基结构动力响应分析

针对秦沈客运专线场地条件,采用有限元-无限元相结合的手段,建立列车荷载作用下路基结构动力反应的有限元数值模型,分析了列车荷载作用下,路基动力响应的分布规律,并探讨了列车速度对路基振动反应的影响规律。结果表明:路基土中竖向动应力幅值随深度增加而迅速衰减;随着列车速度的增加,路基顶面的动应力幅值呈增加趋势;列车荷载对轨道路基的影响主要体现在基床部位,因此对于高速铁路需要对其进行加强。所得结论,为铁路路基设计和加固提供了理论依据。     

行车荷载作用下路基动态竖向应力测试研究

为了研究交通荷载对高速公路路基的影响,在不同交通荷载、车速及车型的情形下,对谷竹高速公路27标段路基进行了动态竖向应力测试。结果表明:在荷载作用下,路基竖向应力随深度增大而逐渐衰减,且在路基浅层衰减较慢,然后加速,达到一定深度后,再次变缓。随着交通荷载增加,路基工作深度及竖向应力也会随着增大,但荷载增到较大后,工作深度的增幅会降低。在相同交通荷载情形下,路基浅层竖向应力会随着行车速度增大而减小,但车速变化对路基的工作深度影响较小。车型对路基的影响与理论相符,增加后轴轮胎数目可以减小交通荷载对路基的影响。     

基于快速拉格朗日的板式无砟轨道路基动力响应研究

将列车荷载简化为一激振力并作为等效轮轴荷载，运用FLAC3D内置的FISH语言编程实现列车荷载的定时、定点施加，从而模拟列车在轨道结构上的移动加载过程。以遂渝线板式无砟轨道路基结构为对象，建立三维动力分析模型，基于FLAC3D计算平台，利用编制的动力加载程序对轨道路基结构进行了动力响应计算，分析了列车移动荷载作用下路基各结构层的动位移、动应力响应特性以及动响应在路基深度范围内的衰减特性，并以基床表层为研究对象，着重考察了其刚度变化对路基动力响应的具体影响。     

水泥改良粉细砂路基工后沉降及空间应力分布研究

依托浩吉铁路路基工程,探讨粉细砂路基的工程灾害机理,并通过掺加水泥改良其压实性能,对改良的粉细砂路基内部的变形和竖向应力进行监测,分析了沉降及其空间应力分布特征。结果表明:粉细砂路堤存在压实性欠佳、振动强度衰减及边坡易失稳等问题,通过掺加水泥可以提高其压实性能,其水泥/粉细砂的最优配比为5%;竖向沉降随深度的增加总体上逐渐降低;竖向应力随时间变化不大,且随着深度增加总体上逐渐增大,除基床表层以外,基床底层和基床以下路堤区域均低于理论自重应力值;水平方向,对称位置处竖向应力差异较大,揭示了路基内部应力分布复杂的不均匀特征。     

铁路基床表层掺拌法改良砂砾石填料级配研究

委内瑞拉北部平原迪—阿铁路工程,需用大量的级配砂砾作为路基基床表层的填料,而级配砂砾石作为铁路基床表层填料,对细粒土含量有严格的要求。针对天然砂砾石级配的缺陷,研究了掺拌法改良级配的计算方法。采用该方法,成功解决了天然砂砾石混合料的级配缺陷,目前己在其铁路工程中推广应用,取得了较好的经济效益和社会效益。