水位抬升对高铁路基动力响应与长期沉降的影响

作     者：胡静 唐跃 张家康 蒋红光 边学成 邓涛 HU Jing;TANG Yue;ZHANG Jia-kang;JIANG Hong-guang;BIAN Xue-cheng;DENG Tao

作者机构：福州大学土木工程学院福建福州350108 山东大学齐鲁交通学院山东济南250002 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108308) 福建省自然科学基金项目(2020J05107) 软弱土与环境土工教育部重点实验室开放基金项目(2020P05) 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2023年第23卷第4期

页      码：75-91页

摘      要：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。

主 题 词：路基工程 动力响应 2.5维有限元 水位抬升 饱和地基 超静孔压 长期沉降 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0903[农学-动物生产类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.04.005

馆 藏 号：203123377...