文档名：基于状态演化模型的高铁路基动力累积沉降变形预测研究
摘要：长期循环荷载作用下高铁路基会出现累积沉降变形,对轨道平顺性、列车运行的舒适性与安全性等产生不利影响.为预测高铁路基累积沉降变形,基于考虑颗粒材料系统流动性及历史应变的状态演化模型,采用有限差分法进行求解,得到预测长期循环荷载作用下路基累积变形的计算方法.开展分级荷载及长期循环荷载作用下的路基累积沉降变形缩比尺模型试验,对试验结果进行分析,并验证状态演化模型预测路基累积变形的合理性;提出三阶段拟合法,通过0～10000s循环荷载作用下的路基累积变形试验数据拟合得到模型的关键参数,并对10000～25000s的路基累积变形进行预测;最后深入分析初始状态模量、特征应变和特征参数对计算结果的影响.研究结果表明:路基累积沉降变形达到稳定值所需的时间随着荷载幅值的增加而增加;状态变量与荷载大小密切相关,随着荷载增大而增大;初始状态变量、特征应变及特征参数越大,路基的流动性及累积应变速率越大.所提方法可以很好地反映分级荷载及循环荷载下路基的累积变形,实现通过现有数据对路基未来累积沉降变形进行有效预测,为长期循环荷载作用引起的高铁路基累积沉降变形提供了实用的预测方法.研究结果可为高铁路基设计及变形控制提供参考,具有较高的实用价值和工程意义.
Abstract：Long-termcyclicloadingcanresultinthecumulativesettlementofhigh-speedrailwaysubgrades,andadverselyaffecttracksmoothnessandcompromisingtrainoperation'scomfortandsafety.Thestateevolutionmodelwasdevelopedandsolvedusingthefinitedifferencemethod,consideringtheflowabilityofgranularmaterialandhistoricalstraintopredictthecumulativesettlementofhigh-speedrailwaysubgrades.Acalculationmethodforpredictingcumulativesettlementunderlong-termcyclicloadingwasobtained.Experimentaltestswereconductedusingscaledmodelssubjectedtogradedandlong-termcyclicloading.Theresultswereanalyzedtovalidatetherationalityofthestateevolutionmodelinpredictingsubgradesettlement.Additionally,athree-stagefittingmethodwasproposed,whichinvolvedfittingkeyparametersofthemodelusingsubgradesettlementdataobtainedfrom0to10000sofcyclicloadingandpredictingsubgradecumulativesettlementfrom10000to25000s.Theinfluencesofinitialstatevariables,characteristicstrain,andcharacteristicparametersonthecalculationresultswerethoroughlyanalyzed.Theresearchfindingsareshownasfollows.Thetimerequiredforsubgradecumulativesettlementtoreachastablevalueincreasewiththeincreaseinloadamplitude.Thestatevariablesarecloselyrelatedtothemagnitudeoftheloadandincreasewithlargerloads.Theproposedmethodeffectivelyreflectsthecumulativestrainofthesubgradeundergradedandcyclicloading,enablingaccuratepredictionoffuturesubgradecumulativesettlementusingexistingdata.Moreover,theaccuracyofthepredictionmethodisverified.Itisfoundthatlargerinitialstatevariables,characteristicstrains,andcharacteristicparametersresultinmoreremarkableflowabilityandaccumulationstrainrateofthesubgrade.Thestudycanprovideapracticalpredictionmethodforthecumulativesettlementanddeformationofhigh-speedrailwaysubgradecausedbylong-termcyclicloads.Theconclusionsobtainedfromtheresearchcanserveasareferenceforthedesignanddeformationcontrolofhigh-speedrailwaysubgrades,demonstratingsignificantpracticalvalueandengineeringsignificance.
作者：管凌霄 童立红 徐长节 丁海滨 何建 Author：GUANLingxiao TONGLihong XUChangjie DINGHaibin HEJian
作者单位：华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室,江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013萍乡市交通运输局,江西萍乡337099
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(5)
分类号：U216.41+7
关键词：高铁路基 状态演化模型 路基模型试验 循环荷载 累积沉降
Keywords：high-speedrailwaysubgrade stateevolutionmodel subgrademodelexperiment cyclicloading cumulativesettlement
机标分类号：TU443U213.2P258
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，国家自然科学基金，高铁联合基金资助项目，江西省研究生创新基金资助项目基于状态演化模型的高铁路基动力累积沉降变形预测研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(5)管凌霄 童立红 徐长节 丁海滨 何建长期循环荷载作用下高铁路基会出现累积沉降变形,对轨道平顺性、列车运行的舒适性与安全性等产生不利影响.为预测高铁路基累积沉降变形,基于考虑颗粒材料系统流动性及历史应变的状态演化模型,采用有限差分法进行求解,得到...参考文献和引证文献
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引证文献
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