高速铁路复合地基上无碴轨道路基沉降的有限元分析

摘要

高速铁路日益发展，对其运行过程中的平顺性、舒适度的要求也跟着提高，作为线路下部结构的路基就必须达到工后沉降小、不均匀沉降小、在动力作用下的变形小、稳定性高。而在软土地基上修建高速铁路，需要对软土地基进行有效地处理，更增加了对沉降控制的难度。无碴轨道作为高速铁路常用的轨道形式，在我国土质路基上尚无先例，此种情况下路基的动力响应也成为研究的重难点。 本文基于此，以京津城际轨道交通工程为依托，对CFG桩复合地基路基结构进行了有限元分析研究。土体按弹塑性本构模型考虑，将轨道板、路基以及下部地基作为一个系统，其上加列车荷载。利用非线性有限元软件MSC．Marc，研究了不同桩长、桩距条件下列车荷载按静力加载和动力加载的不同响应以及CFG桩对沉降控制的作用。在本文所提供地质条件下提出了适宜的桩长、桩距。分析了动力与传统静力加载对沉降的不同影响，其研究对工程的设计施工有一定的参考价值。

目录

文摘

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致谢

1引言

2有限元法综述

2.1有限元法介绍

2.2各种有限元软件的发展

2.3有限元法网格划分的基本原理

2.4有限元法在岩土工程中的应用

2.4.1土工有限元法的发展

2.4.2土工有限元计算方法

2.4.3土工有限元法的优点

2.5动力有限元法

3有限元软件MARC介绍

3.1MARC软件简介

3.2桩土界面处理

3.3土体的本构模型

3.3.1弹性模型

3.3.2弹塑性模型

3.3.3其他模型

3.3.4动力弹塑性模型

3.4屈服准则

3.5单元模型

3.6动力问题概述

4京津城际轨道交通工程概况

4.1工程概况

4.2地基土的工程地质参数

4.3CFG桩的介绍

4.4无碴轨道的应用

4.5列车动荷载的影响

5有限元软件对路基沉降的仿真分析

5.1路基模型的建立

5.2CFG桩对沉降的影响

5.3桩长对沉降的影响

5.3.1工前沉降的控制

5.3.2通车前后沉降的对比

5.3.3静载与动载沉降的比

5.4桩距对沉降的影响

5.5桩土荷载分担比的变化

5.6本章小结

6结论与展望

参考文献

作者简历