發(fā)布時間：2020-12-11 21:56

　　隨著我國高速鐵路網(wǎng)的不斷延伸,運營環(huán)境日趨復雜,比如東北的高寒凍土區(qū)、西北的大風區(qū)、西南的高原高地震區(qū)以及華北的軟土地區(qū)等。嚴寒地區(qū)受低溫凍脹影響,產(chǎn)生橋梁基礎凍脹變形,影響高速行車安全。本文以我國嚴寒地區(qū)設計運營的第一條高速鐵路―哈大高鐵為背景,研究各凍結條件下土體凍脹變形與基礎結構凍脹力以及凍脹變形發(fā)展機制,闡明車輛各項動力特性指標隨凍結條件與車速的變化規(guī)律,提出橋梁基礎凍脹變形安全閾值。主要研究內(nèi)容及結論如下:（1）以高鐵沿線廣泛分布的粉質(zhì)黏土為研究對象,在分析凍土參數(shù)的基礎上,建立多場耦合凍土有限元模型,研究低溫凍結過程中相變潛熱對凍脹指標的影響以及凍土的出現(xiàn)、發(fā)展和演變規(guī)律。分析結果顯示:在土體凍結過程中,相變潛熱是不可忽略的一個重要因素;凍結時長內(nèi),土體凍結發(fā)展過程可分為三個階段:溫度急劇下降階段、溫度降幅逐漸減小階段、和趨于平穩(wěn)階段;含水率越大,第一階段持續(xù)時間越長。（2）依據(jù)土質(zhì)與凍結條件,建立考慮凍結過程中存在未凍水的橋梁基礎凍脹有限元模型。參考哈大高鐵沿線實際運營環(huán)境,以土體含水率和凍結溫度為控制變量,量化土體和橋梁基礎結構凍脹變形發(fā)展規(guī)律。通過參數(shù)分析,闡明含水率... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與存在的問題
        1.2.1 凍脹機理及發(fā)展規(guī)律研究
        1.2.2 基礎凍脹作用研究
        1.2.3 基礎附加變形對行車安全的影響研究
    1.3 現(xiàn)有研究工作存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容
第2章 凍土多場耦合分析
    2.1 凍土的凍脹特性
        2.1.1 凍脹評價指標及凍土分類
        2.1.2 土體凍脹機理
    2.2 土體的凍脹力
        2.2.1 凍脹力的物理本質(zhì)
        2.2.2 凍脹力的方向
        2.2.3 凍脹力的計算方法
    2.3 土體凍脹的影響因素
    2.4 凍土水分、傳熱、應力三場的耦合關系
        2.4.1 基本假定
        2.4.2 凍土水熱力耦合基本方程
    2.5 ABAQUS熱應力耦合分析
    2.6 本章小結
第3章 天然凍土多場耦合模型分析
    3.1 模型建立
        3.1.1 幾何模型及邊界條件
        3.1.2 凍土熱參數(shù)簡介與選取
    3.2 模型假定與流程分析
        3.2.1 模型假定
        3.2.2 計算流程
    3.3 結果分析
        3.3.1 凍結深度分析
        3.3.2 凍脹量分析
    3.4 本章小結
第4章 高速鐵路橋梁基礎凍脹變形模型建立與分析
    4.1 橋梁基礎凍脹變形模型建立
        4.1.1 單元類型及模型尺寸
        4.1.2 本構關系及參數(shù)選取
        4.1.3 接觸面相互作用力學模型
        4.1.4 邊界條件的確定
        4.1.5 模型基本假定
        4.1.6 模型建立過程
    4.2 計算結果分析
        4.2.1 工況分析
        4.2.2 凍深及凍脹變形分析
        4.2.3 凍脹力分析
        4.2.4 凍結溫度和含水率對凍脹的影響
    4.3 本章小結
第5章 高速鐵路橋梁基礎凍脹變形對行車安全響應研究
    5.1 車-橋耦合振動機理及模型建立
    5.2 車-橋耦合振動模型建立
        5.2.1 車輛模型的建立
        5.2.2 橋梁模型的建立
        5.2.3 軌道不平順的定義和數(shù)值模擬
    5.3 車-橋耦合振動模型的建立
    5.4 車輛動力性能評價標準
    5.5 橋墩不均勻凍脹上抬引起的軌道附加不平順
        5.5.1 橋墩不均勻凍脹上抬對軌面幾何形態(tài)的影響
        5.5.2 橋墩不均勻凍脹上抬對軌道不平順的影響
    5.6 凍脹變形引起的列車動力響應分析
    5.7 橋梁基礎不均勻凍脹上抬閾值
    5.8 橋梁基礎凍脹變形控制措施
    5.9 本章小結
結論與展望
    一、論文成果總結
    二、展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目
    已發(fā)表論文
    所參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速鐵路橋梁豎向變形與軌面幾何形態(tài)的通用映射解析模型研究[J]. 勾紅葉,冉智文,蒲黔輝,許會燕.  工程力學. 2019(06)
[2]上拔力作用下樁土相互作用數(shù)值分析[J]. 楊吉新,石曠,孫亭亭,劉暢.  公路與汽運. 2019(01)
[3]跨座式單軌曲線梁橋的車橋耦合振動分析[J]. 陳雅蘭,晉智斌,何金哲,楊先凡.  四川建筑. 2018(06)
[4]橋梁豎向變形對軌道平順性的影響研究[J]. 勾紅葉,冉智文,蒲黔輝,許會燕.  鐵道工程學報. 2018(11)
[5]鐵路大跨T形剛構橋車橋耦合振動與動力性能[J]. 勾紅葉,石曉宇,周文,康銳.  西南交通大學學報. 2018(04)
[6]城市軌道交通橋梁線形變化對列車運行性能的影響[J]. 秦清華.  鐵道建筑. 2018(07)
[7]凍土地區(qū)綜合管廊法向凍脹力計算探討[J]. 郭少昱,魏新,孫麗.  特種結構. 2018(01)
[8]飽和粉土凍脹過程試驗研究及數(shù)值模擬[J]. 周家作,韋昌富,李東慶,魏厚振,裴萬勝.  巖石力學與工程學報. 2017(02)
[9]高速鐵路路基微凍脹填料凍脹規(guī)律研究[J]. 杜曉燕,葉陽升,張千里,王昊.  鐵道建筑. 2016(09)
[10]哈大高速鐵路路基凍脹區(qū)軌道不平順特征分析[J]. 趙國堂,劉秀波,高亮,蔡小培.  鐵道學報. 2016(07)

博士論文
[1]土的凍脹力學模型及凍脹變形數(shù)值模擬[D]. 耿琳.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]青藏鐵路多年凍土區(qū)橋梁墩臺變形機理及其整治技術研究[D]. 熊治文.中國鐵道科學研究院 2011
[3]季節(jié)凍土地區(qū)圓形基坑凍結壁模型試驗研究[D]. 吉植強.哈爾濱工業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]橋墩不均勻沉降與梁體徐變上拱對高速鐵路行車安全的影響研究[D]. 石曉宇.西南交通大學 2018
[2]軟土地基下高速鐵路連續(xù)布置常用跨度簡支梁橋列車豎向振動機理研究[D]. 袁野.廣州大學 2018
[3]地鐵車站出入口側墻凍脹變形數(shù)值分析[D]. 王順廷.北京交通大學 2017
[4]高速鐵路橋梁結構變形映射至軌面幾何形態(tài)的定量化研究[D]. 許會燕.西南交通大學 2017
[5]嚴寒地區(qū)路基凍脹下車輛—無砟軌道系統(tǒng)的動力學行為研究[D]. 郭亮武.北京交通大學 2017
[6]凍土與樁基礎相互作用研究[D]. 帥軍.江蘇大學 2017
[7]季節(jié)性凍土地區(qū)高速鐵路路基樁板結構凍脹數(shù)值模擬研究[D]. 張樹明.西南交通大學 2016
[8]高速鐵路路基凍脹變形引起的軌道結構變形特性及其對行車的動力影響研究[D]. 郭毅.西南交通大學 2016
[9]寒區(qū)凍土/基礎切向凍脹力試驗研究[D]. 陳鑫.中國礦業(yè)大學 2016
[10]高速鐵路路基凍脹對軌道不平順的影響分析及動力響應[D]. 吳仲倫.北京交通大學 2015



本文編號：2911288