重載鐵路重力式路肩擋土墻動(dòng)靜力學(xué)特性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與分析.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，列車(chē)運(yùn)營(yíng)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(jì)中是否考慮列車(chē)動(dòng)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(dòng)靜力學(xué)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，完成了76趟試驗(yàn)列車(chē)的數(shù)據(jù)采集與分析，采用理論計(jì)算分析了墻背動(dòng)靜態(tài)土壓力，探討了重載鐵路重力式路肩擋土墻墻背動(dòng)態(tài)土壓力的計(jì)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(yàn)段，進(jìn)行了試驗(yàn)段路堤填料的常規(guī)室內(nèi)土工試驗(yàn)，得到了填料的基本物理指標(biāo)。
　　(2)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)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(cè)試方法，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了路基面與擋墻墻背特定位置的動(dòng)態(tài)土壓力盒、靜態(tài)土壓力盒、振動(dòng)位移計(jì)、振動(dòng)速度計(jì)、振動(dòng)加速度計(jì)等各類(lèi)傳感器的埋設(shè)。
　　(3)進(jìn)行了不同速度級(jí)和不同列車(chē)編組的現(xiàn)場(chǎng)路基與重力式路肩擋土墻的實(shí)車(chē)動(dòng)態(tài)測(cè)

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

4、7～0.62 mm/s，振動(dòng)加速度為0.04～0.11m/s2。分析表明，列車(chē)速度對(duì)振動(dòng)位移影響較小，在墻頂處速度對(duì)位移基本無(wú)影響。振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度隨列車(chē)速度的增加基本呈線(xiàn)性增加，列車(chē)速度對(duì)振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度影響顯著。從軌枕經(jīng)路基面到墻頂?shù)拇瓜騽?dòng)力響應(yīng)衰減明顯，傳到擋墻墻頂時(shí)，列車(chē)荷載引起的擋墻的動(dòng)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(dòng)態(tài)土壓力的理論計(jì)算，并與

5、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較。分析了列車(chē)速度、列車(chē)荷載數(shù)量及列車(chē)牽引質(zhì)量等對(duì)擋墻墻背動(dòng)態(tài)土壓力的影響，探討了墻背動(dòng)土壓力沿線(xiàn)路長(zhǎng)度方向的不均勻性，給出了列車(chē)荷載作用下墻背動(dòng)態(tài)土壓力的分布規(guī)律、分布范圍及計(jì)算方法。分析表明，墻背縱向土壓力分布不均勻，在兩個(gè)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(xiàn)荷載作用時(shí)，Ⅱ線(xiàn)重車(chē)對(duì)擋墻有一定影響，Ⅱ線(xiàn)空車(chē)對(duì)擋墻的影響不明顯。墻背動(dòng)態(tài)土壓力隨列車(chē)軸重和速度的增加而增加。列車(chē)牽引質(zhì)量的增加，短