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1、分類號：密級：UDC：編號：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目重載鐵路路基基床結(jié)構(gòu)動力特性及設(shè)計方法研究論文作者：王巖學(xué)生類別：全日制專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：建筑與土木工程指導(dǎo)教師：郭抗美職稱：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringSTUDYONTHEDYNAMICCHARACTERISTICSANDDESIGNMETH
2、ODSOFSUBGRADEOFHEAVYHAULRAILWAYbywangyanSupervisor:Prof.GuoKangmeiMay2015原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文不包含任何他人或集體已經(jīng)發(fā)表的作品內(nèi)容，也不包含本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人或集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：關(guān)于
3、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說明本人完全了解河北工業(yè)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的以下規(guī)定：學(xué)校有權(quán)采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供本學(xué)位論文全文或者部分內(nèi)容的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流；學(xué)校有權(quán)向國家有關(guān)部門或者機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：I摘要隨著重載鐵路的不斷發(fā)展，列車軸重的增大以及速度的提升對于路基基床結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了新的要求。由于當(dāng)前
4、重載鐵路路基動力響應(yīng)中的動應(yīng)力對于重載鐵路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的重要影響，本文主要運用ABAQUS有限元軟件基于彈性理論建立軌道—路基有限元模型，進行重載鐵路基床結(jié)構(gòu)荷載條件分析以及路基動力特性分析，用動強度設(shè)計指標(biāo)確立不同軸重下的重載鐵路路基基床總厚度。主要包括以下幾方面工作：進行重載鐵路路基荷載條件的研究，結(jié)果表明：路基軌枕承擔(dān)個數(shù)、荷載分擔(dān)比例基本不隨輪軸軸重的大小，基床表層填料的差異而改變。單輪軸作用時，絕大部分荷載由5根軌枕承擔(dān)，荷載分擔(dān)比例基本保持在9.8%:23.3%:33.3%:23.3
5、%:9.8%。雙輪軸作用時，荷載絕大部分由8根軌枕承擔(dān)，荷載分擔(dān)比例基本保持在8.82%:22.52%:35.45%:32.22%:31.87%:35.67%:23.83%:9.60%。四輪軸作用時，絕大部分荷載由15根軌枕承擔(dān)，荷載分擔(dān)比例基本保持在8.86%:22.47%:35.11%:31.36%:30.76%:35.93%:29.47%:27.05%:34.40%:33.25%:30.04%:34.87%:29.02%:13.81%:3.72%。進行重載鐵路路基基床結(jié)構(gòu)動力特性的分析，結(jié)
6、果表明：相同條件下，與單輪軸作用動應(yīng)力相比，多輪軸作用的動應(yīng)力要明顯變大。在基床表層，雙輪軸、四輪軸作用模型的最大動應(yīng)力明顯大于單輪軸作用模型，疊加作用會增加動應(yīng)力大小。雙輪軸與四輪軸作用模型基床表層最大動應(yīng)力相差不大，但是隨深度增加，四輪軸的疊加作用更加明顯，動應(yīng)力衰減速度明顯減慢，對基床深處的影響范圍也明顯大于單輪軸、雙輪軸作用。將鐵路規(guī)范中基床設(shè)計原則與有限元計算結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明：在單輪軸模型中，基床底層底面動應(yīng)力是該處土體自重應(yīng)力的13.49%—19.49%之間，滿足規(guī)范中動靜
7、比0.2的原則。但是在雙輪軸作用下，基床底面的動應(yīng)力是該處土自重應(yīng)力的26.7%—34.55%之間，四輪軸作用時，在基床最底層的動應(yīng)力是此處土體自重應(yīng)力的42.15%—51.54%之間，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過動應(yīng)力是自重應(yīng)力0.2倍的規(guī)定。按照荷載作用在基床上的動應(yīng)力是土體自重應(yīng)力的0.2倍來計算基床整體厚度時，25噸軸重下基床整體厚度為4.5m左右，30噸軸重下基床厚度為5m左右，35噸軸重下基床厚度為5.5m左右。說明多輪軸疊加作用下，動應(yīng)力的幅值與影響范圍明顯增大，已經(jīng)不能夠滿足規(guī)范中確立基床厚度的
8、原則。最后結(jié)合大量收集試驗數(shù)據(jù)確立了基床各層不同填料的動強度，并依據(jù)臨界III動應(yīng)力控制準(zhǔn)則運用有限元軟件計算確定不同軸重下的各基床表層、基床底層設(shè)計厚度。結(jié)果表明：基床表層的變化，不會引起基床底層的劇烈變化，不同基床表層厚度得到的最終基床整體厚度變化不大，25噸軸重下的基床整體厚度為2-2.3m，30噸軸重下的基床整體厚度為2.8-2.9m，35噸軸重下的基床整體厚度定為3.2-3.3m。關(guān)鍵詞：重載鐵路路基荷載條件動力特性有限元分析設(shè)計方法IVABSTRACTAsthecontinuousd
