凍融循環(huán)與列車動載耦合作用下高速鐵路地基沉降規(guī)律研究.pdf

1、摘要隨著我國鐵路網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展，穿越季節(jié)性凍土區(qū)的鐵路數(shù)量及行車速度都在不斷提高，高鐵地基沉降所引發(fā)的危害也愈加嚴(yán)重，雖已引起人們的重視，但相關(guān)研究尚未深入，尤其從量化季節(jié)性凍土結(jié)構(gòu)性角度研究高鐵地基沉降問題目前國內(nèi)外未見相關(guān)報道。論文以哈大線高速鐵路沈陽段為研究實例，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測、室內(nèi)試驗、凍融循環(huán)試驗、季節(jié)性凍土動三軸試驗，利用應(yīng)變能、J積分、土體動力學(xué)、熱力學(xué)、能量轉(zhuǎn)化等相關(guān)理論知識和AS數(shù)值模擬軟件，從量化季節(jié)性凍土結(jié)構(gòu)性角度

2、完成了季節(jié)性凍土區(qū)凍融循環(huán)與列車動載耦合作用下高鐵地基沉降規(guī)律研究。建立了綜合考慮季節(jié)性凍土變溫凍結(jié)、恒溫凍結(jié)、變溫融化、恒溫融化等過程的結(jié)構(gòu)性量化指標(biāo)，實現(xiàn)了考慮土體結(jié)構(gòu)性的三場耦合；利用施工期的實際沉降監(jiān)測值驗證了量化指標(biāo)計算地基土體沉降量的合理性；指明了土體結(jié)構(gòu)演化過程中，結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性與結(jié)構(gòu)可變性同時存在于同一狀態(tài)下的土體中，只是不同狀態(tài)變量（荷載、含水量、孔隙比等）下，結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性與結(jié)構(gòu)可變性的強弱不同；在半對數(shù)坐標(biāo)下，得出結(jié)構(gòu)性量

3、化指標(biāo)與土體應(yīng)變滿足線性相關(guān)的結(jié)論，并確定了相關(guān)系數(shù)；通過凍融過程土體微結(jié)構(gòu)觀察得出在沒有補給水源的情況下，土中水分在凍結(jié)過程中也會出現(xiàn)局部的分凝現(xiàn)象以及土中鹽類經(jīng)一個凍融循環(huán)后發(fā)生重新分布的結(jié)論；將凍融循環(huán)次數(shù)引入量化指標(biāo)方程，利用其計算出不同凍融循環(huán)次數(shù)對應(yīng)的凍融循環(huán)與列車動載耦合作用下高速鐵路地基的累積沉降量，并與AS數(shù)值計算結(jié)果相對比，證明了量化指標(biāo)計算凍融循環(huán)與列車動載耦合作用下高速鐵路地基沉降的可行性；通過均勻設(shè)計試驗，得出