重載鐵路重力式路肩擋土墻動靜力學(xué)特性現(xiàn)場測試與分析.pdf

1、近年來，我國鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，列車運(yùn)營速度及軸重不斷提高，路基支擋結(jié)構(gòu)尤其是路肩支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計中是否考慮列車動荷載的影響值得研究。結(jié)合山西中南部鐵路通道的修建，選擇典型的重力式路肩擋土墻工點(diǎn)，進(jìn)行了路基面及擋土墻墻背的動靜力學(xué)現(xiàn)場試驗，完成了76趟試驗列車的數(shù)據(jù)采集與分析，采用理論計算分析了墻背動靜態(tài)土壓力，探討了重載鐵路重力式路肩擋土墻墻背動態(tài)土壓力的計算方法、大小與分布規(guī)律。主要工作內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)選擇山西中南部鐵

2、路通道DK551+859.62～DK551+877.00為試驗段，進(jìn)行了試驗段路堤填料的常規(guī)室內(nèi)土工試驗，得到了填料的基本物理指標(biāo)。
　　(2)結(jié)合現(xiàn)場工點(diǎn)重力式路肩擋土墻的施工，提出墻背土壓力的合理測試方法，設(shè)計試驗方案，在現(xiàn)場進(jìn)行了路基面與擋墻墻背特定位置的動態(tài)土壓力盒、靜態(tài)土壓力盒、振動位移計、振動速度計、振動加速度計等各類傳感器的埋設(shè)。
　　(3)進(jìn)行了不同速度級和不同列車編組的現(xiàn)場路基與重力式路肩擋土墻的實(shí)車動態(tài)測

3、試，采集了包含5公里標(biāo)定在內(nèi)的不同速度級共76趟列車的實(shí)測數(shù)據(jù)，分析了擋墻墻背及路基面的土壓力、振動位移、振動速度和振動加速度等動態(tài)響應(yīng)的范圍及列車速度的影響。列車以60～100km/h行駛時，路基面平均動應(yīng)力為132～156kPa，振動位移為0.31～0.50mm，振動速度為5.8～9.1mm/s，振動加速度為1.98～3.39m/s2。墻背土壓力平均值為0.09～3.81kPa，振動位移為0.005～0.013mm，振動速度為0.2

4、7～0.62 mm/s，振動加速度為0.04～0.11m/s2。分析表明，列車速度對振動位移影響較小，在墻頂處速度對位移基本無影響。振動速度和振動加速度隨列車速度的增加基本呈線性增加，列車速度對振動速度和振動加速度影響顯著。從軌枕經(jīng)路基面到墻頂?shù)拇瓜騽恿憫?yīng)衰減明顯，傳到擋墻墻頂時，列車荷載引起的擋墻的動力響應(yīng)已經(jīng)很小。
　　(4)采用彈性理論Boussinesq解，考慮四軸分布的軸載模式，進(jìn)行了擋墻墻背動態(tài)土壓力的理論計算，并與

5、現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了比較。分析了列車速度、列車荷載數(shù)量及列車牽引質(zhì)量等對擋墻墻背動態(tài)土壓力的影響，探討了墻背動土壓力沿線路長度方向的不均勻性，給出了列車荷載作用下墻背動態(tài)土壓力的分布規(guī)律、分布范圍及計算方法。分析表明，墻背縱向土壓力分布不均勻，在兩個相鄰四軸荷載之間范圍內(nèi)，離四軸荷載越遠(yuǎn)，墻背土壓力越小。雙線荷載作用時，Ⅱ線重車對擋墻有一定影響，Ⅱ線空車對擋墻的影響不明顯。墻背動態(tài)土壓力隨列車軸重和速度的增加而增加。列車牽引質(zhì)量的增加，短