路基动态特性及基床结构设计方法
《路基动态特性及基床结构设计方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基动态特性及基床结构设计方法（52页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、路基动态特性及基床结构设计方法路基动态特性及基床结构设计方法路基动态特性路基动态特性的研究目标的研究目标 基床基床附加静应力附加静应力的分布规律的分布规律 基床动应力基床动应力的分布规律的分布规律 基床动位移基床动位移的分布规律的分布规律 基床加速度基床加速度的分布规律的分布规律 基床的动刚度基床的动刚度 对以上动态特性的分布规律的影响因素：加载荷对以上动态特性的分布规律的影响因素：加载荷重重( (列车轴重列车轴重) )、加载频率、加载频率( (列车运行速度列车运行速度) )、基床含水、基床含水量量( (降雨降雨) )、等等、等等基床结构设计方法的研究目标基床结构设计方法的研究目标 防止冒泥防
2、止冒泥 减少向道床道碴路基的贯入减少向道床道碴路基的贯入( (有碴有碴) ) 防止动应超过动强度防止动应超过动强度( (临界动应力临界动应力) ) 减少路堤的压缩沉降减少路堤的压缩沉降 减小列车通过时的动态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简介既有基床结构的设计理念：既有基床结构的设计理念：基床的作用以及对基基床的作用以及对基床的要求床的要求铁路使用的主要轨道结构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总称路基、路堤、路堑、加路基、路堤、路堑、加
3、筋筋土、排水土、排水工工、坡面防护以及与此类、坡面防护以及与此类似的结构似的结构挖方挖方路堤路堤路基路基路床路床坡顶截水沟坡面排水沟线路侧沟线路侧沟排水层坡顶层厚管理材料坡面排水沟护坡道坡面坡底坡顶坡面坡底护坡道原地基上部路堤下部路堤原地基面排水层坡底排水沟日本高速铁路日本高速铁路( (有碴有碴) )强化基床表层的构成强化基床表层的构成轨道结构体路床（路堤）填充层钢筋混凝土板透层级配碎石层轨道结构体混凝土路基路床（路堑平地）排水层混凝土路基(a)路堤 (b)路堑平地日本高速铁路日本高速铁路( (无砟无砟) )基床表层的构成基床表层的构成中国高速铁路路基的构成中国高速铁路路基的构成(1)双线路堤
4、标准横断面图中国高速铁路路基的构成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中国高速铁路路基的构成(3) 防渗作用及要求防渗作用及要求 具有一定的具有一定的防渗功能防渗功能( (渗透系数约为渗透系数约为10-10-4 4cm/s)cm/s)。能够能够防止雨水浸入造成路基土软化，防止发生翻浆冒泥等病害。防止雨水浸入造成路基土软化，防止发生翻浆冒泥等病害。 强度作用及要求强度作用及要求 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
5、止道碴陷槽等病害的破坏；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。印坑，以免留下隐患。 变形作用及要求变形作用及要求 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。走行的安全性和舒适
6、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）要求（需做抗冻融试验）路基动态特性路基动态特性的研究的研究方法方法 试验试验 理论分析理论分析 解析计算解析计算 其他其他 影响因素：列车轴重、列车运行速度、降雨、等影响因素：列车轴重、列车运行速度、降雨、等等等0,501,600,51,60,30,6A、B组填料级配碎石1:1.5混凝土基础板0,209,201,800,400,752,60土工隔
7、栅46可埋式动位移计W8静土压力盒Y5板上百分表B位移观测桩G加速度传感器J电阻式土压力盒D6159沉降板(百分表)C7图 例线路纵向1,12断面位置0,400,500,500,30动态试验主要方法动态试验主要方法(1) ：路基室内模拟循环加载试验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动态试验主要方法(2)：路基现场循环加载试验路基现场循环加载试验动态试验主要方法动态试验主要方法(2)：路基现场实车加载试验路基现场实车加载试验80706050403020100-0.50.00.51.01.52.02.53.0 工况1 工况2 工况3枕端轨下枕中
8、轨下 路基面横向宽度/m轴重25t降雨前工况路基横断面方向动应力变化曲线动应力/kPa枕端3.02.52.01.51.00.50.005101520253035404550 工况1 工况2 工况3路基面下深度/m轴重25t降雨前工况轨下方向动应力衰减曲线 动应力/kPa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基床动力响应( (1 1) )：有碴轨道有碴轨道10090807060504030201000.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0板边轨下板边轨下 板底路基面横向宽度/m动应力/kPa 1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 8级 9级板中1.
9、81.61.41.21.00.80.60.40.20.00102030405060708090100路基面下0.3m路基面下0.3m路基面下0.3m 路基面下0.3m表层与底层分界面 动应力/kPa沿轨下深度/m 1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 8级 9级基床动力响应基床动力响应(2)：板式板式无砟轨道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4.03.53.02.52.01.51.00.50.0-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0板边轨下5 km/h 160 km/h 180 km/h 190 km/h 200 km/h 210 km/h 220
10、 km/h横断面距离/m 动应力值kPa板中051015203.02.52.01.51.00.50.0 5 km/h160 km/h180 km/h190 km/h200 km/h210 km/h220 km/h深度/m动应力/kPa基床动力响应基床动力响应( (3 3) )：长枕埋入式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无砟轨道基床动态特性 研究目标研究目标 基床基床附加静应力附加静应力 基床动应力基床动应力 基床动位移基床动位移 基床加速度基床加速度 对以上动态特性的影响因素：加载荷重对以上动态特性的影响因素：加载荷重(列车轴列车轴重重)、加载频率、加
11、载频率(列车运行速度列车运行速度)、基床含水量、基床含水量(降雨降雨)、等等等等1401201008060402000.00.20.40.60.81.01.21.41.6板边轨下板边轨下5 级4 级3 级2 级 附加应力值/kPa板下路基面横向宽度/m1 级板中基床附加静应力基床附加静应力1.81.61.41.21.00.80.60.40.20.00102030405060708090100 110 120路基面下1.6m 路基面下0.3m(表层与底层分界面)路基面下1.1m路基面下0.7m 1级 2级 3级 4级 5级附加应力值/kPa 中线下深度/m 路基表面的横向分布 中线下沿路基深度的
