路堤地基差异沉降对路基面变形影响的有限元分析

摘要

高速铁路对线路平顺性有着严格的要求，路堤地基差异沉降是影响高速铁路的平顺性的主要因素之一。相关测试、试验和理论研究结果表明，差异沉降的形态对路基面的平顺度有不同的影响效果。本文采用线性弹性模型、基于模量折减的线性弹性修正模型，以及Duncan-Chang模型，分析了路堤差异沉降对路基面不均匀变形的影响；同时，讨论了从试验数据当中获得Duncan-Chang模型参数的处理方法。主要工作如下：
　　⑴分别采用线性弹性、模量折减的修正线性弹性模型，就地基差异沉降对路基面不均匀变形影响进行了有限元计算分析。提出了反映路基面不均匀变形程度两个指标：影响范围和路基面不均匀变形斜率；建立了地基差异沉降控制标准。
　　⑵以粗颗粒填料的三轴试验资料为基础，采用了标准曲线法，结合vecetic和张千里等人提出的小应变下模量的取值原则，提取出了适用于高速铁路路堤的Duncan-Chang模型材料参数，并与其它工程用土的Duncan-Chang模型参数进行了对比分析，讨论了模型参数取值的合理性。
　　⑶采用了Duncan-Chang模型，就错台式地基差异沉降对路基面不均匀变形的影响进行了分析，得到了路基面不均匀变形曲线形态、影响范围变化规律、地基差异沉降限值等，并通过比较分析发现，采用合理的模量折减的线性弹性模型修正方法，可获得较好的计算结果。