特殊土路基振动响应特性与永久变形研究
作者： 王子玉
出版时间：2019年版
内容简介
我国现有三分之二以上干线铁路交通位于季节冻土区，受季节冻土区铁路路基冻融状态的影响，季节冻土区列车行驶引起路基振动响应特性较复杂。本书对车辆荷载作用下特殊土路基振动响应特性与永久变形进行了研究，重点分析了深季节冻土区铁路路基振动反应现场监测、深季节冻土区列车行驶振动下路基土动力学参数试验研究、深季节冻土区铁路路基温度场模拟分析等。本书结构合理，条理清晰，内容丰富新颖，是一本值得学习研究的著作，可供相关研究人员参考使用。
目录
目录 前 言 I Foreword III 目 录 V Contents IX 第1章 绪论 1 1.1 课题背景与研究意义 1 1.1.1 项目背景 1 1.1.2 研究目的与意义 4 1.2 国内外研究进展 5 1.2.1 列车荷载下冻土与融土的动力性能试验 5 1.2.2 寒区列车荷载下路基振动响应现场监测 7 1.2.3 冻土区路基温度场研究 9 1.2.4 冻土场地列车荷载下路基振动研究 10 1.2.5 列车荷载下路基永久变形研究 12 1.3 存在的问题 15 1.4 本书的主要研究内容及技术路线 16 1.4.1 本书主要研究内容 16 1.4.2 技术路线 17
第2章 深季节冻土区铁路路基振动反应现场监测 19 2.1 数据分析方法 19 2.2 哈尔滨－满洲里铁路加速度现场监测 20 2.2.1 监测断面选择与测点布置 20 2.2.2 监测结果与分析 22 2.2.3 影响因素分析 31 2.3 北京－哈尔滨铁路加速度现场监测 38 2.3.1 监测断面选择与测点布置 38 2.3.2 监测结果与分析 39 2.4 本章小结 46
第3章 深季节冻土区列车行驶振动下路基土动力学参数试验研究 48 3.1 低温动三轴试验简介 48 3.1.1 试验仪器与性能 48 3.1.2 土样性质与试件制备 49 3.1.3 试验加载模式与终止标准 51 3.1.4 数据处理方法 52 3.2 冻土动力学参数试验研究 54 3.2.1 动剪切模量 56 3.2.2 阻尼比 61 3.3 本章小结 64
第4章 深季节冻土区铁路路基温度场模拟分析 66 4.1 含相变温度场数学模型 66 4.1.1 瞬态导热相变温度场模型 67 4.1.2 方程离散 68 4.2 温度场模拟方法 69 4.2.1 场地选取 69 4.2.2 物理模型 70 4.2.3 计算模型 70 4.2.4 热边界条件 71 4.2.5 材料热力学参数 73 4.3 温度场模拟结果 73 4.4 本章小结 76
第5章 深季节冻土区铁路路基振动响应分析 77 5.1 路基振动响应分析建模思路 77 5.2 列车行驶振动荷载模拟 78 5.3 列车行驶路基振动响应模拟方法 80 5.3.1 体系运动方程建立与求解 80 5.3.2 边界条件 81 5.3.3 数值建模 82 5.3.4 本构模型与参数 84 5.3.5 动力加载方案 87 5.4 路基动力响应分析数值模型可靠性验证 89 5.4.1 动应力与位移 89 5.4.2 加速度时程 90 5.4.3 动应力时程 91 5.5 本章小结 92
第6章 深季节冻土区铁路路基振动特性及影响因素分析 93 6.1 计算断面选取及列车参数 93 6.1.1 计算断面 93 6.1.2 列车参数 94 6.2 季冻区铁路路基振动特性数值模拟 95 6.2.1 动应力 95 6.2.2 加速度 99 6.3 季冻区铁路路基振动响应影响因素分析 104 6.3.1 列车类型 104 6.3.2 行驶速度 107 6.3.3 列车编组 110 6.3.4 轨道不平顺谱 113 6.4 本章小结 115
第7章 深季节冻土区列车荷载下路基永久变形 117 7.1 铁路路基永久应变模型建立思路 117 7.2 长期动力荷载作用路基永久应变模型 118 7.2.1 路基土固结不排水压缩试验 118 7.2.2 冻土路基土动永久应变试验 120 7.2.3 长期动力荷载作用下冻土永久应变预测模型 122 7.3 长期动力荷载作用路基永久变形计算 125 7.3.1 路基永久变形计算方法 125 7.3.2 路基永久变形的计算 126 7.4 路基永久变形影响因素分析 128 7.4.1 季节影响 128 7.4.2 列车类型 129 7.4.3 行驶速度 131 7.4.4 路基土层厚度 132 7.5 本章小结 133
结论与展望 134 参考文献 137 后 记 152
