高速列車荷載作用下CFG樁復(fù)合地基動(dòng)力特性研究及樁體疲勞壽命預(yù)測(cè).pdf

1、目前我國(guó)正在大力發(fā)展高速鐵路事業(yè),隨著列車速度的不斷提升,路堤與地基的動(dòng)力響應(yīng)愈來(lái)愈明顯,對(duì)高速鐵路路堤與地基的動(dòng)態(tài)特性研究也就非常有必要。本文針對(duì)目前比較常用的處理高速鐵路路堤下地基的CFG樁復(fù)合地基,通過(guò)實(shí)際工程建立無(wú)砟軌道—路堤—CFG樁復(fù)合地基三維有限元分析模型,運(yùn)用大型有限元計(jì)算軟件ABAQUS,計(jì)算并分析了路堤與復(fù)合地基在路堤分層填筑過(guò)程中的應(yīng)力與應(yīng)變特性,列車動(dòng)載作用下復(fù)合地基的動(dòng)力特性,并通過(guò)兩種方法計(jì)算出素混凝土CFG

2、樁體的疲勞壽命,主要的創(chuàng)新和成果如下:
　　1.依據(jù)實(shí)際工程與實(shí)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)沉降數(shù)據(jù),通過(guò)ABAQUS中生死單元真實(shí)模擬路堤分層加載過(guò)程,將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模擬的可靠性;
　　2.采用修正后的靜荷載和一系列正弦函數(shù)迭加的激振力函數(shù)模擬列車動(dòng)荷載,不再簡(jiǎn)單地將列車荷載換算成靜荷載加以計(jì)算分析;
　　3.列車運(yùn)行對(duì)復(fù)合地基產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力主要表現(xiàn)為豎直方向的力;時(shí)速越高,樁與土的動(dòng)應(yīng)力峰值增加的也越快,但是其衰減的也

3、越快;列車運(yùn)行線數(shù)與不同時(shí)速對(duì)樁頂動(dòng)應(yīng)力沿路堤長(zhǎng)度衰減的影響具有一定的相關(guān)性;土體動(dòng)應(yīng)力相比于樁在沿樁長(zhǎng)深度衰減的快,樁身動(dòng)應(yīng)力沿樁長(zhǎng)深度的分布呈現(xiàn)比較復(fù)雜的規(guī)律;列車時(shí)速對(duì)于樁與土體動(dòng)應(yīng)力沿樁長(zhǎng)深度衰減的影響不明顯;
　　4.列車運(yùn)行時(shí)對(duì)場(chǎng)地的振動(dòng)影響主要集中在路堤范圍內(nèi),但是其對(duì)于路堤以外的場(chǎng)地引起的振動(dòng)也應(yīng)該得到相應(yīng)的重視;隨著深度的增加,列車運(yùn)行引起的復(fù)合地基的振動(dòng)將主要集中在樁身上;由于CFG的樁存在,列車運(yùn)行引起的振動(dòng)

4、影響深度增加了;
　　5.路堤高度的增加,作用在樁頂和樁周土體上的動(dòng)應(yīng)力峰值在不斷減少,兩者基本呈線性遞減的關(guān)系;列車運(yùn)行線數(shù)的增加,復(fù)合地基中樁的動(dòng)應(yīng)力增長(zhǎng)率比土快;路堤高度的增加在一定范圍內(nèi)對(duì)于復(fù)合地基加速度的減少效果是比較明顯的,但是隨著路堤高度的不斷增加,這種減小的趨勢(shì)可能會(huì)逐漸變緩。
　　6.采用能量法與臨界面結(jié)合的方法計(jì)算出來(lái)的 CFG樁體的疲勞壽命比用局部應(yīng)力應(yīng)變法計(jì)算出來(lái)的數(shù)值要偏大;采用能量法與臨界面結(jié)合的