深季节冻土区高铁路基动力响应分析

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1、工学硕士学位论文深季节冻土区高铁路基动力响应分析DynamicresponseanalysisofhighrailwaysubgradeinseasonalfrozenregionAL-SABRIMOATHALIAHMED哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U417.1学校代码：10213国际图书分类号：624.15密级：公开工学硕士学位论文深季节冻土区高铁路基动力响应分析硕士研究生：AL-SABRIMOATHALIAHMED导师：凌贤长教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学C

2、lassifiedIndex:U417.1U.D.C.:624.15DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDynamicresponseanalysisofhighrailwaysubgradeinseasonalfrozenregionCandidate：AL-SABRIMOATHALIAHMEDSupervisor：Prof.LingXianzhangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CivilEngineeringAffil

3、iation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnologyDissertationfortheMasterDegreeinEngineering,HIT摘要随着季节性冻土区高速铁路的建设和运行，路基的稳定性问题日益凸显。为保证季节冻土区高速铁路安全运营，有必要对冻融循环和列车荷载作用下路基的稳定性进行研究。以深季节冻土区路基为研究对象，在前人研究成果的基础上，对路基地温分布规律进行了理论分析和数

4、值模拟分析，并对冻融进行了研究。研究了路基温度场，以及动力荷载作用下路基应力场和动位移的变化趋势。研究结果有助于加深对深季冻土地区高速铁路路基稳定性的理解，为季节性冻土地区高速铁路路基设计与维护提供参考。本文主要研究内容概括如下：首先，采用ABAQUS数值模拟方法，基于哈大高速铁路路基，建立了无砟轨道铁路路基二维模型，并用于研究减振技术的有效性，对加固的范围以及加固材料进行了研究。研究发现，提高路基基床表层模量有利于减小路基振动，且当基床表层模量超过5GPa时，其对减振的影响不再明显，这意味着对基床表层加固到5GPa时，既能起到减振作用，又能节约成本。加固

5、块厚度越大，减振效果越明显。随着加固块埋深加大，减振效果逐渐减弱。当埋深超过1m~1.6m时，路基振动反而增大。总体而言，本研究验证了在轨道下一定范围内安置加固块以达到减振的效果。然后，建立了三维数值分析模型，研究季节性冻土地区高速铁路动力响应影响因素。根据哈大高铁地表温度的统计值，并结合地温的上升趋势，预测了哈大路基温度场的分布。将数值计算的稳态温度场结果（基于30年的温度计算）作为初始条件添加到路基计算模型（有砟和无砟轨道路基模型）中以实现温度场和应力场的耦合。研究了路基高度，路基坡度，有砟和无砟轨道以及不同列车轴重对路基动力响应（动应力，动位移）的影

6、响。关键词:温度场,动应力和动位移,高速列车,动力响应,季节性冻土,铁路路基-I-DissertationfortheMasterDegreeinEngineering,HITABSTRACTWiththeconstructionandtransportationofhigh-speedrailwaysinseasonalfrozengroundareas,thestabilityofroadbedshasbecomeincreasinglyprominent.Itisnecessarytostudythestabilityanddevelopmenttr

7、endsofsubgradesundertheinfluenceoffreeze-thawcyclesandtrainloadstoensuresafeandsmoothoperationoftherailway.Takingtheroadbedtodeep-seasonalfrostregionastheresearchobject,onthebasisofpreviousresearchresults,theoreticalanalysisandnumericalsimulation,ofgroundtemperaturedistributionlaw

8、oftheroadbedwasanalyzed,andthefre