现代有轨电车基床结构设计方法研究

根据现代有轨电车运行的特点,参照《高速铁路设计规范》和《建筑结构荷载规范》,确定了现代有轨电车轮载冲击系数。基于实测资料,分析了基床表层动荷载分布形式,采用了基床表层动应力按三角形分布的方法。运用Boussinesq弹性理论公式和Odemark的模量与层厚当量假定,确定了路基不同深度处的动应力计算方法。     

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。     

上覆硬壳层软土路基土层界面动力响应特征及工程应用

基于应力波理论,从硬壳层与下卧软土层波阻抗具有明显差异角度,利用透射系数揭示了硬、软土层界面处具有动应力突变现象,该现象是硬壳层壳体效应在动力学范畴的一种具体表现。借助数值模拟手段获取车辆荷载作用下路基土中竖向动应力峰值的衰减规律,依据衰减曲线符合负指数函数特征,推导得出一种能综合表征动应力突变规律的土层界面传递系数,并给出了相应的计算方法及应用范围。通过实测数据验证,该方法较已有方法具有过程简单、精度高等特点。经高速公路工程的实践检验,考虑上覆硬壳层软土路基土层界面处的动力响应特征,路基土的力学状态能够得到正确评估,其残余变形值也会被降低。     

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。     

浅谈铁路提速与路基

提速对铁路路基的要求越来越高。本文对运营条件下，既有铁路路基的勘探方法、效果分析、提速条件下铁路路基面产生的动应力值大小、路基病害的原因及加固措施等方面提出几点想法。     

与路面协调设计的公路路基设计指标及使用环境探讨

针对当前公路路基路面设计协调性差及规范的适用环境与当前公路使用环境、轴载状态差异问题,本着路基路面协调设计的思想,从影响路基结构特性的因素入手,研究了温度、湿度、荷载3大影响路基路面结构设计的主要因素,分析计算了不同环境、轴载状态下重载交通公路路基动应力、应变及公路工作区深度变化规律,揭示了在使用环境条件下进行路基结构设计的重要性.最后根据路基动应力、应变分析结果与控制标准,提出了适应重载交通的交通等级与设计标准轴载,以及适应重载交通高速公路的设计轴载与路基强度指标标准建议值,并基于与路面协调设计思想对使用环境下的公路路基设计提出了一些建议.     

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%。     

用FLAC分析砂井处理软土路基变形规律

应用FLAC-3D软件完成了考虑渗流的软土路基蠕变变形规律有限差分数值分析。结果表明,考虑渗流时的软土路基FLAC-3D蠕变计算得到的竖向位移小于实测值,侧向位移大于实测值,计算结果与实测结果吻合较好,位移计算曲线与实测曲线拟合性好。建议软土路基变形FLAC-3D蠕变计算时考虑渗流的作用。     

细粒土路基的弹性模量

介绍一种计算压实的细粒土路基弹性模量的新方法，方法简单、通用，并且计算结果与实测弹性模量一致。     

固化粉煤灰动力特性试验研究

结合镇江城市道路路基处治项目，进行了固化粉煤灰的动三轴试验，分析了固化粉煤灰在重复荷载作用下的永久变形及动力特性，研究固化粉煤灰弹性应变、累积塑性应变、临界动应力和动回弹模量变化规律，论证了固化粉煤灰作为城市道路路基填料的可行性：结果表明：动应力是影响固化粉煤灰的动回弹模量大小的主要原因，其临界动应力值在90～100kPa之间，动态特性完全满足城市道路路基的设计要求,研究结果对类似工程研究具有借鉴意义。     

考虑车辆动应力条件下的软土路基处理深度研究

针对滨海新区软基特点,在现有道路工程低填方路堤或挖方段软土路基处理深度计算方法的基础上,根据车辆对道路产生的动应力影响,提出了考虑车辆动应力条件下的软土路基处理深度研究计算方法。分析确定车辆荷载模型,并通过室外道路车辆动应力采集,验证模型准确性。通过试验采集冲击数据,采用ABAQUS软件进行数值模拟,验证了土中动应力衰减的道路模型。在此基础上模拟计算出不同轴重、速度及交通量下的动应力影响深度,参照地基沉降计算方法及路基工作区定义,确定软土地基的处理深度,得到以下结论:考虑车辆动应力及路面铺装情况下,高速公路低填方软土路基处理深度应在1.10 m以上,一级公路为1.23 m以上,二级公路为1.31 m以上,三级公路为1.4 5m以上,视重载交通情况软土地基处理深度相应增加25~40 cm。     

多年冻土非稳态温度场数据值模拟分析

在冻土工程领域,国内外已经开展了广泛的基础性研究,取得了丰硕的成果。对冻土路基温度场问题,目前已有理论依据和计算方法,但是,只考虑了第一类边界条件。利用有限元软件同时考虑了辐射、蒸发、换热等各种边界条件,对冻土路基非稳态温度场进行计算分析,根据计算与实测结果的比较,验证方法的可靠性,进一步根据计算与实测结果,对冻土路基温度场进行分析。     

基于车辆动荷载条件下的半刚性路面路基工作区深度研究

该文在研究现有路基工作区深度计算方法的基础上,根据对汽车行驶过程中动荷载变化规律的实际检测与分析,提出基于车辆动荷载影响下综合确定半刚性路面路基工作区深度的计算方法。进行室内试验采集冲击荷载的动应力数据,采用Abaqus软件进行数值模拟,对比实测数据验证道路模型准确性。进行室外道路现场观测,采集车辆动荷载数据,建立车辆动荷载模型,对比实测数据验证模型准确性。在此基础上参照现有路基工作区定义,模拟计算出不同轴重车辆在不同速度下车辆动荷载的路基工作区深度以及改变路面结构层厚度和路基填料参数对路基工作区深度的影响,得出在典型路面结构下:考虑车辆动荷载的情况,高速公路路基工作区深度应在1.14m以上,一级公路为1.23m以上,二级公路为1.29m以上,三级公路为1.42m以上,重载交通情况下路基工作区深度相应加大30~40cm。     

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。     

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。     

不同车速下路基动态测试分析

在116km／h内,对不同车速下路基的动应力与加速度进行了测试,分析了路基动应力与列车速度的关系以及路基振动频率结构和振幅范围。为既有线路路基在提速状态下的评估技术和标准提供了依据,也为既有线路在提速状态下路基病害的预防和整治提供了依据。     

路堤填料动力参数对路基沉降影响分析

分析在交通荷载作用下，路堤填料的动力特性参数对路基的累积残余变形大小的影响，为实际工程选择路基填料提供理论上的依据。用２种工况模拟汽车竖向动载；（１）反复作用的半波正弦荷载；（２）考虑汽车行驶间隔效应的不连续半波正弦荷载，并半第２种工况等效为连续的半波正弦荷载。利用编制的程序进行非线性ＦＥＭ分析，计算结果与实测相符，验证了计算方法和计算结果的正确性。分析了路基土的动力特性参数对路基沉降大小的关系。     

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。     

疏桩路基中桩土荷载分担的荷载传递解析法

针对疏桩路基结构的作用特点,分析了路堤荷载下基底桩、土荷载效应。基于Marston埋管理论,建立了一种疏桩桩帽荷载作用于上部路基(垫层)的应力重分布解析模型,考虑了路基应力重分布时竖向荷载应力水平和剪切强度发挥的影响,结合路基-垫层双层体系工程性状特点,建立了一种适用于路基多层体系的基底荷载分担分段平衡解析法,进一步揭示了路基荷载转移机制。通过工程实例现场实测结果对本文计算方法进行了验证,并与其它计算方法结果进行比较分析,结果表明采用本文方法计算的桩土应力比接近实测结果。     

某高速铁路试验段路基沉降实测及有限元分析

基于某高速铁路试验段路基沉降的实测,建立有限元模型进行模拟,得出了和实测拟合较好的计算结果。实测及有限元分析表明:路基填筑完成后预压三个月,沉降仍有一定发展趋势,不足以消除后期沉降的影响,路基在填筑后沉降发展需要很长时间才能完成。