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

1、目前我國正在大力發(fā)展高速鐵路事業(yè),隨著列車速度的不斷提升,路堤與地基的動力響應(yīng)愈來愈明顯,對高速鐵路路堤與地基的動態(tài)特性研究也就非常有必要。本文針對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,通過實(shí)際工程建立無砟軌道—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程中的應(yīng)力與應(yīng)變特性,列車動載作用下復(fù)合地基的動力特性,并通過兩種方法計(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)測的現(xiàn)場沉降數(shù)據(jù),通過ABAQUS中生死單元真實(shí)模擬路堤分層加載過程,將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,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)模擬列車動荷載,不再簡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)行對復(fù)合地基產(chǎn)生的動應(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)速對樁頂動應(yīng)力沿路堤長度衰減的影響具有一定的相關(guān)性;土體動應(yīng)力相比于樁在沿樁長深度衰減的快,樁身動應(yīng)力沿樁長深度的分布呈現(xiàn)比較復(fù)雜的規(guī)律;列車時(shí)速對于樁與土體動應(yīng)力沿樁長深度衰減的影響不明顯;
　　4.列車運(yùn)行時(shí)對場地的振動影響主要集中在路堤范圍內(nèi),但是其對于路堤以外的場地引起的振動也應(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

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)合地基中樁的動應(yīng)力增長率比土快;路堤高度的增加在一定范圍內(nèi)對于復(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,這種減小的趨勢可能會逐漸變緩。
　　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)算出來的數(shù)值要偏大;采用能量法與臨界面結(jié)合的