高温冻土路基动力响应的数值模拟研究

就高温冻土路基在列车动荷载作用下的地表变形、路基土压力进行数值模拟分析，得到了不同初始路基温度、不同动荷载作用下的地表变形、内部土压力的变化规律。     

盐渍土路基的离散元模型及破坏响应研究

通过建立路基的离散元模型,数值模拟了盐渍土路基在荷载作用下的破坏响应,给出了组成路基颗粒在荷载作用后的位移大小和运动方向,并把路基划分成10层,对比分析了各层位移量的大小。     

高速铁路路基动力响应有限元仿真分析

采用有限元软件对高速铁路路基在列车作用的动应力、振动加速度、速度、沉降、动应力衰减等应力应变规律进行理论性分析,结果表明:路基刚度的变化对路基顶面动应力的影响较小;路基综合刚度越高,路基的动力稳定性越高;采用振动加速度、速度及沉降三项指标作为高速铁路设计的控制参数较为合理.     

考虑环境湿度条件下高地温隧道喷雾降温研究

为了解决高地温隧道施工环境的热害难题,探究喷雾降温辅助手段降温效果并确定其设计参数,以我国西南地区某隧道工程为依托,采用现场实测和数值模拟方法,就不同雾滴温度、喷头位置和流量对高地温隧道中不同截面位置温度场湿度场分布影响问题进行了深入分析。研究结果表明：喷雾系统弱化了围岩加热新鲜风的过程,使各截面气温显著降低2～3℃;处于喷头后方的隧道截面降温幅度更大,该范围为30 m左右,超出此范围,改变喷头位置不会对其后方隧道气温和湿度产生明显影响;围岩温度35℃、新鲜风25℃的条件下,设置喷雾流量和雾滴温度为0.005 kg/s和20℃可以将掌子面附近100 m范围内气温和相对湿度控制在27℃和47%左右;增加喷头流量是降低隧道环境气温的有效方式,而改变雾滴温度的影响作用较小。     

某高速铁路路基动力响应研究

针对某高速铁路上的一处典型路基,基于车辆—轨道—路基大耦合系统,并在考虑轨道不平顺性的前提下,利用Fortran语言对列车荷载作用下高速铁路路基的动力响应进行深入的研究,同时开展了相关的参数研究,从土体深度、列车速度以及轴重等方面对高速铁路路基的动应力相应进行研究。     

基于ANSYS的高速公路路基动力响应特性模拟分析

以京化（北京-阳原县化稍营）高速公路二期路基工程为研究对象,借助非线性有限元数值分析软件AN-SYS进行了数值仿真模拟,研究分析车辆动荷载作用下路基的动力特性。结果表明：车辆动荷载作用下,路基动应力随深度的增加而呈衰减趋势;车辆动荷载对路基竖向动应力值σy影响较大,而水平向动应力值σx影响相对较小;车速差异对路基动应力值影响显著;动应力值沿水平方向衰减较快,其传递距离存在一定的范围。     

保温护道对冻土路基地温特征的影响

根据青藏公路昆仑山段实际地温观测数据与工程地质特点，建立了路基温度场模拟计算的数学物理模型及其边界条件，运用有限元方法模拟保温护道对路基温度场的影响，并结合青藏公路保温护道段工程试验研究，通过对比分析研究了保温护道对路基地温特征的影响规律。结果表明：修筑保温护道在一定程度上恢复了青藏公路在以往修筑过程中就地取土所破坏的路基两侧冻土环境，对防止融化盘的扩大，减少与减缓路基病害的发生与发展起到了十分积极的作用；相对于未遭破坏的天然地袁而言，保温护道表面条件不利于冻土生存，冻土退化趋势有所加强。从路基热稳定性的角度，设置保温护道虽能有限度地缩小融化盘，其同时增大融化深度并提高年平均地温。人为上限、年平均地温及融化盘等路基温度场特征要素对设置保温护道反应不敏感，因此工程中不应将保温护道作为提高路基热稳定性的主要措施。     

黄土路基振陷性试验研究

在长期车辆动荷载的作用下,铁路路基及基床将产生不可恢复的塑性变形（振陷）,成为轨下系统工后沉降的主要部分。对路基黄土进行了动三轴试验,并通过数值模拟,分析了郑州—西安客运专线CK451+400处的路基总振陷量。结果表明:在列车动载作用下,路基的总振陷量达59 mm,不能满足车辆平稳运行的要求,需要对地基进行处理。     

岛状多年冻土路基年周期性侧向位移试验研究

在岛状多年冻土区,冻土路基的自适应侧向变形季节性特征较明显,当变形过大时,极易诱发纵裂、滑坡等严重的路基病害,因此准确掌握该类路基侧向位移的规律特征,是提高公路设计质量、保障公路安全通行的关键.因此,以实际工程为依托,选取代表性路基试验断面,通过对工后一年内路基土体侧向位移的试验观测,发现岛状多年冻土路基年周期性侧向位...     

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。     

公路交通荷载对公路路基的稳定性影响

路基是路面的基础,只有稳定、坚实、耐久的路基才能保证路面的质量。因此,理解交通荷载如何影响路基的稳定性并采取相应的改良措施,对于提升公路质量和耐用性至关重要。文章结合某公路工程,采用有限元软件Plaxis 3D建立公路交通荷载作用下的路基动力响应模型,通过对路基的动力响应进行分析,得到公路交通荷载作用下路基动力响应规律。研究表明：移动荷载的移动速度和激振频率是影响路基稳定性的主要因素,移动荷载作用下的路基动力响应随着荷载移动速度的增大先迅速增大,在达到峰值后迅速减小;竖向位移、竖向加速度和动应力的关键速度分别为1.1倍、0.9倍和1.0倍的剪切波速;随着激振频率的增大,移动荷载作用下的路基动力响应总体呈现上涨的趋势,在激振频率超过约30 Hz后缓慢减小,且动力响应时程曲线表现出更显著的动力性。研究成果对于路基路面施工、路用材料的选择、路面抗车辙研究及养护工程具有重要的参考和借鉴价值。     

交通荷载作用下公路路基动力响应研究

针对双向四车道高速公路路基路面结构形式,建立有限元模型,施加三维一致粘弹性人工边界,并基于车辆动力分析理论,对模型施加交通荷载,从而获得了路基的动力响应参数。计算结果表明:标准轴载作用下,路基内3 m深度处,竖向动应力衰减率达80 %以上,路基内竖向动应力的影响深度为3 m左右;路基顶面的竖向动应力随着距车轮外缘距离的增大迅速降低,2 m范围内衰减约90 %,竖向动位移衰减约60 %,交通荷载对路基的影响宽度为6 m左右。     

高速铁路翼缘框架箱式路基静动力特性分析

依托成自宜高速铁路箱式路基试验段建设工程,构建有限元数值模型,分析恒载、活载、附加力及特殊力荷载不同作用组合下的箱式路基静力和模态响应。结果表明：箱式路基在服役状态下产生的挠度较小,组合作用下最大挠度4.60 mm,列车活载是箱式路基产生挠度的主要因素,形成的顶板挠曲面为马鞍形曲面;离心力与横向摇摆力作用是箱式路基产生横向位移的主要原因,横向位移与墙高成正比,组合作用下产生的最大横向位移1.33 mm;在各独立荷载作用下,结构内部弯矩分布无统一特征,在组合荷载作用下,产生的最大与最小弯矩均发生在起点截面,绝对最大弯矩出现在主力+附加力工况;箱式路基第4阶振型竖向自振频率为15.8 Hz,符合规范限制,满足列车安全运行要求。     

基于有限元方法的铁路路基动力响应场分析

在模拟了铁路轨道不平顺和高速列车振动荷栽的基础上,分析了铁路路基动力响应(位移、加速度、应力)在列车荷栽作用下线路横断面的分布规律,得到路基动力响应的横断面分布场图,找出了路基动力响应的最不利位置.将模拟计算结果与秦沈客运专线现场动力测试数据对比,两者反映出的规律是一致的.     

路基边坡锚杆荷载－位移特性研究

从杆体、灌浆体、岩体三者粘结机理和力学行为方面,对路基边坡锚杆在张拉荷载作用下的工作机理进行探讨。通过分析可知锚杆的荷载－位移呈现明显的非线形特性。为此,引入非线性回归理论推导了锚杆荷载－位移的指数模型,并将该模型应用于工程实例,得出了有益的结果,为锚杆的设计和施工提供参考。     

非饱和土路基降雨渗流分析

基于路基内部水运动原理,分析了降雨对路基的浸润作用,探讨了IEM和FDEM降雨模型雨水入渗路基机理,推导出降雨作用下雨水入渗路基深度公式;研究了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和流,基于一般渗流方程的基础上,初步推出了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和渗流公式。结果表明,降雨主要通过雨水对路面裂缝、路堑边坡渗流作用及毛细作用来浸润路基;路基渗流深度受降雨强度、降雨时间、土的吸水率等因素影响;最后,根据提出的公式进行数值模拟,模拟结果与试验对比吻合较好。     

湿陷性黄土路基加铺土工格网位移变化试验研究

为了避免黄土路基由于局部湿陷而造成整体强度和稳定性的破坏,本文提出了黄土路基加铺土工格网的设计方案,并对黄土路基的竖向和侧向位移进行了试验研究。研究结果表明:黄土路基加铺土工格网,可使路基应力重新均匀分布,横向沉降差和竖向沉降量显著减小,横向位移变化平缓,黄土路基的整体稳定性明显提高。     

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%。     

基于有限元的路基振动压实动力学响应研究

基于ABAQUS软件,建立“振动轮-土体”三维有限元模型,采用扩展线性DruckerPrager模型和三维一致黏弹性人工边界方法,对轮下土体的应力、接触力等振动响应进行分析,研究振动压实过程中轮土的相互作用及由此产生的动力学响应。结果表明：沿振动轮横向,在振动轮边缘处土体竖向应力会发生严重衰减,据此可确定振动轮的碾压重叠宽度;沿压实路径纵向,竖向应力的中心点位于振动轮质心点前方,这是由于轮土接触面倾斜所导致的;根据节点接触应力的时程曲线可以计算总接地宽度,但总宽度之中大约只有1/3可以产生有效压缩变形。