地下水開采對高速鐵路無砟軌道樁板結構路基沉降及行車安全的影響研究.pdf

1、為了滿足農(nóng)業(yè)或工業(yè)用水的需要，在高速鐵路沿線大量開采地下水的現(xiàn)象越來越普遍，而長期、大量開采地下水將導致地基土的壓密沉降，從而引起高鐵路基的變形，反映在軌道上則是引起軌面不平順，加劇輪軌作用，甚至直接威脅高速列車運行安全。本文在深入調(diào)研文獻的基礎上，選取高速鐵路常見的路基結構形式——樁板結構路基，建立了抽水引起樁板結構路基變形的流固耦合模型和高速車輛—無砟軌道—樁板結構路基耦合動力學模型，并通過編程，將流固耦合模型中計算得到的軌道不平順

2、導入動力學模型，深入研究了高速鐵路附近地下水開采對線路變形和行車安全的影響，具體如下:
　　(1)研究了抽水條件下軌道和樁板結構路基的變形規(guī)律。結果表明:軌道和路基各層的橫、垂向位移均呈現(xiàn)出“中間大，兩頭小”的特點;由于樁體對軌道和承載板的垂向支承作用以及對路基的加固作用，各層垂向位移在樁頂位置處較小，在承載板位置處較大。
　　(2)研究了不同路基結構形式、不同抽水井與路基間距、不同抽水量條件對軌道樁板結構路基變形的影響。結

3、果表明:抽水井與路基間距、抽水量對軌道和樁板結構路基變形的影響均非常顯著;與未加固的路基相比，樁板結構路基抵抗線路橫向變形和垂向變形的效果非常明顯，這主要是由于樁板結構整體剛度較大，且樁體直接打入基巖。
　　(3)當抽水井與路基間距為200m，抽水量為3000m3/d時，分別對比分析了地下水開采前后行車安全性指標、軌道和樁板結構路基動力響應隨車速和軸重的變化。結果表明:不同車速、軸重的高鐵車輛經(jīng)過該地下水開采路段時都能保證較高的安

4、全性和平穩(wěn)性，且在輪軌力滿足要求的前提下，降低車速和增大軸重可以使車輛的運行更加安全平穩(wěn)。
　　(4)對比分析了不同抽水條件下的軌道不平順對行車安全性指標、軌道和樁板結構路基動力響應的影響。結果表明:抽水井與路基間距對車輛運行安全性的影響最為顯著，當抽水井與路基間距為50m時，車輛運行的安全性和穩(wěn)定性已經(jīng)不能得到保證;當抽水井與路基間距為200m時，抽水量的大小對行車安全性指標、軌道和樁板結構路基動力響應的影響并不明顯，其原因在于