循环荷载作用下基床填料累积变形演化状态特征及试验验证

为实现对高速铁路基床结构累积变形的有效控制,开展了循环荷载作用下土工填料累积变形演化状态特征分析,提出了土工填料累积变形状态随循环荷载水平的增加将呈现出快速稳定、缓慢稳定、缓慢破坏和快速破坏4种类型,建立了基于累积变形速率发展趋势、采用负幂函数表达的数学判别准则(幂次判别法)。通过构筑的单元结构填土模型,实现了小型刚性平板循环加载下模型填土累积变形4种状态的全过程模拟,并获得了相应的3个荷载阈值。针对高速铁路无砟和有砟轨道系统在适应基础结构沉降方面的巨大差异,明确了基床结构需分别满足快速稳定和长期稳定变形状态的控制原则及技术条件。所得成果为构建高速铁路基床结构变形状态控制设计技术提供了理论和试验依据。

350km/h高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析

采用车辆轨道路基垂向耦合动力学模型,研究了轨道高低不平顺下有砟轨道路基动力影响系数φi的概率分布特性;根据循环荷载下路基粗粒土典型填料单元模型试验反映出的累积变形状态特征与荷载水平的关系,明确了基床以下填料处于无时间效应变形状态、基床填料处于微弱时间效应变形状态的设计工作状态;以基床结构的动强度、长期动力稳定性、循环变形为设计控制指标,开展了高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析。研究表明:表征路基承受列车动力效应程度的φi沿线路纵向服从对数正态分布;列车荷载作用下,路基各结构层的累积变形状态与填料性质密切相关;基床结构的长期动力稳定性为设计主控因素,据此,提出了适用于350km/h有砟轨道高铁基床双层结构型式的技术标准建议。