高速铁路路基及复合地基抗震性能分析

摘要

随着高速铁路的发展，会遇到各种复杂的地质条件，软土路基是较为常见的一种，通常采取复合地基以满足路基沉降要求。同时，中国是一个地震多发国家，地震可能会对路基及复合地基造成破坏，影响铁路的后期运营。
　　本文以某工程为研究对象，采用MIDAS三维数值分析方法，对路基及复合地基整体模型进行了动力时程分析，总结了复合地基地震响应的特点，探讨了不同因素对复合地基抗震性能的影响;分析了未加筋路基在地震作用下的动力特性，对比了加筋路基与未加筋路基抗震性能的差异，并研究了多种因素对加筋路基抗震性能的影响。本文主要成果如下:
　　(1)研究了动力作用的多种边界条件及地震动输入方法，详述了每种动力人工边界及地震动输入方法的优缺点，确定了自由场边界为本文数值分析模型的边界条件。
　　(2)通过建立三维数值分析模型，分析了复合地基地震响应的特点，对比了坡脚处、边坡下方、路肩下方和路基中心下方的桩体在地震作用下的动位移、内力的差异性。
　　(3)选取多种影响因素，包括褥垫层的厚度、弹性模量，桩径、桩长、桩间距，分析了每种因素对复合地基及路基结构地震响应的影响。
　　(4)分析了未加筋路基的地震响应，总结了加速度、速度和动水平位移在路基内部水平方向、竖向和沿边坡方向的变化规律。
　　(5)通过加速度、速度和动水平位移的对比，分析了加筋路基和未加筋路基的地震响应的差异性，证明了加筋路基的动力特性有所改善，抗震性能得到提升。
　　(6)通过改变数值分析中的加筋间距，土工格栅弹性模量，分析了每种因素对加筋路基抗震性能的影响，总结了加筋路基抗震性能的变化规律，为实际工程提供有一定价值的建议。

目录

声明

致谢

摘要

1．1研究背景

1．2研究意义

1．3研究现状

1．3．1 复合地基地震响应研究

1．3．2路基地震响应研究

1．3．3研究不足

1．4研究内容及技术路线

1．4．1研究内容

1．4．2技术路线

2动力作用边界条件及地震动输入研究

2．1 一维弹性波动标准方程及其一般解

2．2动力人工边界

2．2．1粘性边界

2．2．2粘弹性边界

2．2．3透射边界

2．2．4自由场边界

2．3地震动输入

2．3．1粘弹性远界模型

2．3．2透射边界模型

2．3．3 自由场边界模型

2．4本章小结

3动力有限元模型建立

3．1工程概况

3．1．1地层岩性

3．1．2地质构造

3．1．3水文地质

3．2 Midas简介

3．3计算模型建立

3．3．1基本假定

3．3．2材料本构模型

3．3．3材料参数选取

3．3．4模型范围的选取及边界条件

3．3．5整体模型

3．4 阻尼系数

3．5地震波选取和输入

3．6分析时间间隔

3．7本章小结

4复合地基抗震性能分析

4．1桩体地震响应

4．2影响因素分析

4．2．1褥垫层的影响

4．2．2桩参数的影响

4．3本章小结

5复合地基路基地震响应分析

5．1．1水平方向地震响应分析

5．1．2中心线方向地震响应分析

5．1．3沿坡面地震响应分析

5．2加筋路基地震响应

5．3加筋路基地震响应影响因素分析

5．3．1加筋间距的影响

5．3．2土工格栅模量的影响

5．4本章小结

6．1 结论

6．2展望

参考文献

作者简历

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