第二章-2路基动态特性及基床结构设计方法.ppt
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1、路基动态特性及基床结构设计方法 西南交通大学 主讲人蒋关鲁 Tel: 13880508042, 028-87634193 e-mail: ,路基动态特性的研究目标,基床附加静应力的分布规律 基床动应力的分布规律 基床动位移的分布规律 基床加速度的分布规律 基床的动刚度 对以上动态特性的分布规律的影响因素:加载荷重(列车轴重)、加载频率(列车运行速度)、基床含水量(降雨)、等等,基床结构设计方法的研究目标, 防止冒泥 减少向道床道碴路基的贯入(有碴) 防止动应超过动强度(临界动应力) 减少路堤的压缩沉降 减小列车通过时的动态沉降,既有基床结构简介 既有基床结构的设计理念:基床的作用以及对基床的要
2、求,铁路使用的主要轨道结构,有碴轨道,无砟轨道,土工结构(路基)的概要,以土层、岩石等为材料构筑的结构以及与其相邻的小结构的总称 路基、路堤、路堑、加筋土、排水工、坡面防护以及与此类似的结构,日本高速铁路(有碴)强化基床表层的构成,(a)路堤 (b)路堑平地,日本高速铁路(无砟)基床表层的构成,中国高速铁路路基的构成(1),双线路堤标准横断面图,中国高速铁路路基的构成(2),双线路堑(硬质岩石)标准横断面图,双线路堑(软岩、风化严重的硬岩及土质)标准横断面图,中国高速铁路路基的构成(3),防渗作用及要求 具有一定的防渗功能(渗透系数约为10-4cm/s)。能够防止雨水浸入造成路基土软化,防止发
3、生翻浆冒泥等病害。 强度作用及要求 应有足够的强度以抵抗列车荷载产生的动应力而不致破坏;能抵抗道碴压入基床土中,防止道碴陷槽等病害的形成;在路基填筑阶段能承受重型施工车辆走行而不形成印坑,以免留下隐患。 变形作用及要求 在列车荷载的重复作用下,塑性累积变形很小,避免形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺,增加养护维修的困难;在列车高速行驶时,基床的弹性变形应满足高速走行的安全性和舒适性要求,同时还能保障道床的稳固。,基床的作用以及对基床的要求(1),基床的作用以及对基床的要求(2),在可能发生冻害的地区,还应具有防冻等特殊要求(需做抗冻融试验),路基动态特性的研究方法,试验 理论分析 解析计算
4、其他 影响因素:列车轴重、列车运行速度、降雨、等等,动态试验主要方法(1) :路基室内模拟循环加载试验,模型横断面图及仪器布置,ZSS50循环加载试验设备,动态试验主要方法(2):路基现场循环加载试验,动态试验主要方法(2):路基现场实车加载试验,路基面动应力横向分布,轨下动应力沿路基深度分布,基床动力响应(1):有碴轨道,基床动力响应(2):板式无砟轨道,路基面动应力横向分布,轨下动应力沿路基深度分布,基床动力响应(3):长枕埋入式,路基面动应力横向分布,轨下动应力沿路基深度分布,无砟轨道基床动态特性,研究目标 基床附加静应力 基床动应力 基床动位移 基床加速度 对以上动态特性的影响因素:加
5、载荷重(列车轴重)、加载频率(列车运行速度)、基床含水量(降雨)、等等,基床附加静应力,路基表面的横向分布,中线下沿路基深度的分布,基床动应力,路基表面横向分布,轨下沿基床深度分布,基床动位移,基础板动位移横向分布,轨下沿路基深度方向分布,降雨前、后轨下方加速度、动位移与动应力的关系,降雨的影响因素,基床动态特性基本结论(大比例室内模型试验),基床结构设计方法的研究,研究目标 防止冒泥 减少向道床道碴路基的贯入 防止动应超过动强度(临界动应力) 减少路堤的压缩沉降 减小列车通过时的动态沉降,路基面动应力与列车速度的关系(日本有碴轨道),动应力在路基面的分布 动应力在路基面的分布是非均匀的 横向
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