青藏公路路面对路基不均匀变形的适应性分析

路基路面是一整体,路基不均匀变形会导致路面开裂。为了分析路基不均匀变形引起路面结构的应力、应变变化过程,应用ABAQUS来分析青藏公路路面结构对路基不均匀变形的适应性,建立了路基不均匀变形引起路面结构破坏的响应模型。结果表明,路基变形量在3cm以内路面各结构层的弯拉应力在其容许范围内,道路结构是安全的。

高速铁路路基不均匀冻胀变形对轮轨系统的动力影响研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论和有限元方法,开展高速铁路无砟轨道路基不均匀冻胀变形对高速轮轨系统的动力学影响研究,分析不同程度的路基不均匀冻胀变形对高速车辆-轨道耦合系统振动响应的影响规律。研究结果表明:路基的不均匀冻胀变形会加剧轮轨动态相互作用,对行车安全性和乘车舒适性产生不良影响,同时易引起较强的轨道结构振动,进而影响轨道结构的长期服役性能;随着路基不均匀冻胀变形波长的减小和冻胀变形幅值的增大,高速车辆-轨道耦合系统的垂向振动动力学指标均出现增大趋势,研究发现应重点关注波长20 m以内的路基不均匀冻胀变形及其幅值的增大;对于路基不均匀冻胀变形较严重地段,可通过适当降低车辆的运行速度,以有效降低轮轨系统的动态相互作用,从而减小路基不均匀冻胀变形对高速行车安全性的影响,但是,限速措施对于改善高速乘车舒适性的效果并不明显。

基于路基面不均匀变形的路堤地基差异沉降限值研究

根据路堤地基差异沉降的特性,建立了错台式和渐变式路堤地基差异沉降计算模型。运用有限元计算方法,对路堤地基差异沉降引起的路基面变形规律进行了讨论,并对有限元计算结果的可靠性进行了土工离心模型试验的验证。提出了基于路基面不均匀变形限值的地基差异沉降控制标准。分析表明:地基差异沉降限值受路堤高度、地基差异沉降渐变段长度影响;随着路堤高度的增加或地基差异沉降渐变段长度的加大,地基差异沉降限值均呈增大趋势。

川藏公路柔性加固基层沥青路面结构经济性分析

为减小川藏公路路基在重载和恶劣环境综合作用下产生的不均匀变形,以减缓半刚性基层沥青路面发生破坏。本研究拟通过寿命周期成本分析,按照路基不均匀变形影响程度,采用土工格室加固级配碎石组成柔性加固基层;选取半刚性基层和柔性加固基层沥青路面结构,采用净现值法进行对比分析。结果表明:柔性加固基层沥青路面结构的总费用小于半刚性基层沥青路面结构,可做为川藏公路不均匀变形路段的典型合理路面结构。

基于离心模型试验的路堤地基差异沉降传递规律及控制限值研究

为研究地基差异沉降在路堤中的传递扩散特性及对路基面不均匀变形的影响规律,构建了错台式和渐变式2种地基差异沉降模型,研制了一套能够在离心机运转过程中实现地基差异沉降的实时精确控制装置,设计6组离心模型试验,分析路堤高度、地基差异沉降渐变段长度等因素对路基面不均匀变形的影响,提出了基于路基面折角限值的地基差异沉降控制标准。试验研究表明:(1)地基差异沉降引起的路基面不均匀变形沿线路纵向均呈S型分布特征;(2)高路堤和长渐变段均会降低地基差异沉降对路基面不均匀变形的影响程度;(3)提出的满足线路平顺性要求的路堤地基差异沉降允许值,对完善铁路路基沉降变形控制的参数指标有指导意义。

离心模型试验中路堤地基差异沉降控制装置的研制

为了利用离心模型试验研究地基差异沉降在路堤中的传递扩散规律及对路基面不均匀变形的影响机制,研制了一套可以在离心机运转条件下实现路堤地基差异沉降的精确控制装置,该装置由位移控制系统、固定支撑墩及差异沉降控制板等部分组成。通过设在外部的控制器控制步进电机驱动升降机升降带动差异沉降控制板沉降模拟地基的差异沉降,多次控制沉降板沉降可实现地基差异沉降全过程的模拟。采用该装置进行了3组不同高度路堤的离心模型试验,验证了试验装置的可靠性和有效性。试验结果表明:路基面不均匀变形的斜率与地基差异沉降幅值基本呈线性关系;在路基面不均匀变形斜率相同时,地基差异沉降的允许幅值随路堤高度的增加而增大。

土工离心机路堤地基弯沉式差异沉降控制装置研制与试验

为研究路堤地基弯沉式差异沉降在路堤中的传递扩散规律及对路基面不均匀变形的影响机制,在土工离心机模型箱内研制了一套可以在离心机运转条件下实现地基差异沉降的实时精确控制装置。该装置主要包括位移控制系统、支撑墩及差异沉降控制板。该装置使用方便,沉降位移控制精度高,多次控制沉降板沉降可实现地基差异沉降逐渐发展的全过程模拟。弯沉式差异沉降对路基面不均匀变形的影响,主要受其沿线路纵向分布长度和路堤高度的比值影响,随比值的增大路基面不均匀变形折角与差异沉降幅值基本成线性关系。