艱險山區(qū)高速鐵路服役期路基結構健康診斷技術

目錄
第1章　緒論　1　
1.1　高速鐵路路基結構健康診斷的意義　1　
1.2　高速鐵路路基結構健康診斷的研究進展　2　
1.3　高速鐵路路基結構健康診斷的關鍵技術問題　2　
第2章　高速鐵路服役期路基病害類型及成因　5　
2.1　路基病害類型　5　
2.1.1　路基下沉　5　
2.1.2　路基隆起　10　
2.1.3　軌道結構層間離縫或開裂　11　
2.1.4　翻漿冒泥　14　
2.1.5　邊坡失穩(wěn)　16　
2.1.6　封閉層上拱開裂　19　
2.2　路基病害成因　20　
2.2.1　路基下沉病害成因　21　
2.2.2　路基隆起病害成因　25　
2.2.3　軌道結構層間離縫或開裂病害成因　26　
2.2.4　翻漿冒泥病害成因　28　
2.2.5　邊坡失穩(wěn)病害成因　29　
2.2.6　封閉層上拱開裂病害成因　32　
第3章　高速鐵路服役期路基結構健康監(jiān)測技術　33　
3.1　路基結構健康遠程監(jiān)測系統(tǒng)方案　33　
3.2　路基結構健康監(jiān)測斷面布設原則　34　
3.3　路基結構健康監(jiān)測參量與監(jiān)測傳感器優(yōu)選　36　
3.3.1　監(jiān)測參量概述　36　
3.3.2　監(jiān)測傳感器優(yōu)選　37　
3.4　高速動態(tài)數(shù)據(jù)采集與無線傳輸系統(tǒng)研制　40　
3.4.1　系統(tǒng)實現(xiàn)目標與選擇標準　41　
3.4.2　不同系統(tǒng)方案特點與比較選取　41　
3.5　路基結構健康監(jiān)測傳感器埋設方法　44　
3.5.1　孔內(nèi)監(jiān)測傳感器定位埋設裝置　44　
3.5.2　路基等模量無收縮封堵混凝土　46　
3.6　滬昆客運專線服役期路基健康無線監(jiān)測示范區(qū)實施　47　
3.6.1　高填方斜坡路堤示范段監(jiān)測傳感器布設　47　
3.6.2　路塹高陡邊坡監(jiān)測示范段監(jiān)測傳感器布設　49　
3.6.3　遠程高頻數(shù)據(jù)采集與無線傳輸系統(tǒng)實施方案　50　
3.6.4　路基健康遠程監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場施工　54　
3.6.5　數(shù)據(jù)采集與無線傳輸及存儲分析系統(tǒng)搭建　61　
第4章　滬昆客運專線服役期路基健康監(jiān)測與診斷　67　
4.1　遠程監(jiān)測系統(tǒng)概況　67　
4.2　高填方斜坡路基變形演化特征　67　
4.2.1　高填路堤試驗段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　67　
4.2.2　斜坡路堤試驗段（DK235+555～DK235+605.30區(qū)段）　69　
4.3　路塹高陡邊坡變形演化特征　70　
4.3.1　隧道進口高邊坡試驗段（DK203+850～DK203+890區(qū)段）　70　
4.3.2　路塹高陡邊坡試驗段（DK272+960～DK272+990區(qū)段）　74　
4.4　高速列車動荷載作用下路基動態(tài)響應演化特征　77　
4.4.1　高填路堤試驗段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　77　
4.4.2　斜坡路堤試驗段（DK235+555～DK235+605.30區(qū)段）　97　
第5章　高速列車荷載作用下路基動力響應規(guī)律及災變過程多尺度分析　115　
5.1　高鐵路基動力響應大比例模型激振試驗　115　
5.1.1　大比例模型激振試驗系統(tǒng)設計　115　
5.1.2　大比例模型激振試驗方案　121　
5.1.3　大比例模型激振試驗結果　122　
5.2　高鐵路基動力響應原位激振試驗　130　
5.2.1　原位激振試驗裝置　130　
5.2.2　原位激振試驗方案　131　
5.2.3　原位激振試驗結果　133　
5.3　高鐵路基動力響應三維數(shù)值　148　
5.3.1　高鐵路基靜動本構模型　148　
5.3.2　黏土動力本構模型　154　
5.3.3　三維數(shù)值模擬方法與計算方案　158　
5.3.4　不同動荷載作用下路基動力響應規(guī)律　164　
5.4　高鐵路基災變過程多尺度分析　172　
5.4.1　高鐵路基災變過程多尺度分析方法172　
5.4.2　高鐵路基災變過程數(shù)值分析方案　173　
5.4.3　高鐵路基災變過程中力學響應變化規(guī)律　176　
第6章　高速鐵路浸水軟化路基動力響應及災變過程數(shù)值模擬　181　
6.1　浸水軟化路基動力響應及災變過程數(shù)值模擬　181　
6.1.1　分析模型　181　
6.1.2　數(shù)值模擬方案　181　
6.2　浸水軟化路基動應力響應規(guī)律及變化　183　
6.2.1　正常路基動應力衰減規(guī)律　183　
6.2.2　不同軟化厚度下路基動應力衰減及變化規(guī)律　184　
6.2.3　不同軟化層深度下路基動應力衰減及變化規(guī)律　187　
6.2.4　不同軟化程度下路基動應力衰減及變化規(guī)律　190　
6.2.5　浸水軟化路基動應力衰減程度　192　
6.3　浸水軟化路基加速度響應規(guī)律及變化　194　
6.3.1　正常路基加速度衰減規(guī)律　194　
6.3.2　不同軟化厚度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　195　
6.3.3　不同軟化層深度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　197　
6.3.4　不同軟化程度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　200　
6.3.5　浸水軟化路基加速度衰減程度　203　
6.4　浸水軟化路基振動速度響應規(guī)律及變化　205　
6.4.1　正常路基振動速度衰減規(guī)律　205　
6.4.2　不同軟化厚度下路基振動速度衰減及變化規(guī)律　206　
6.4.3　不同軟化層深度下路基振動速度衰減及變化規(guī)律　209　
6.4.4　不同軟化程度下路基振動速度衰減及變化規(guī)律　212　
6.4.5　浸水軟化路基振動速度衰減程度　215　
6.5　浸水軟化路基動力參數(shù)頻域響應規(guī)律及變化　216　
6.5.1　路基動應力頻域響應規(guī)律及變化　216　
6.5.2　路基加速度頻域響應規(guī)律及變化　222　
6.6　長期列車動荷載下浸水軟化路基沉降變形規(guī)律　228　
6.6.1　浸水軟化路基沉降變形實用計算方法　228　
6.6.2　浸水軟化路基沉降變形發(fā)展規(guī)律　230　
6.6.3　浸水軟化路基沉降變形規(guī)律　235　
第7章　高速鐵路浸水軟化路基動力響應及災變過程現(xiàn)場激振試驗　243　
7.1　浸水軟化路基現(xiàn)場激振試驗設計　243　
7.1.1　現(xiàn)場激振試驗模型設計　243　
7.1.2　路基動力響應監(jiān)測傳感器布設　244　
7.1.3　浸水入滲控制系統(tǒng)　246　
7.2　浸水軟化路基現(xiàn)場激振模型構建　247　
7.2.1　激振模型填筑　247　
7.2.2　準備工作　247　
7.2.3　填筑施工　247　
7.2.4　花管埋設　248　
7.2.5　試驗測試指標　249　
7.2.6　試驗路基填筑　249　
7.2.7　激振模型基本物理特性　251　
7.3　正常條件下路基動力響應規(guī)律　253　
7.3.1　路基動力響應時程曲線　253　
7.3.2　激振條件路基響應頻率和共振頻率　257　
7.3.3　路基動力響應在縱向和橫向上的變化規(guī)律　261　
7.3.4　不同激振頻率下路基動應力響應對比　265　
7.3.5　不同振次下路基動力響應　270　
7.4　浸水軟化下路基動力響應規(guī)律　272　
7.4.1　浸水軟化下路基動力響應時程曲線272　
7.4.2　浸水軟化下路基幅頻曲線　273　
7.4.3　路基上部軟化下動力響應　274　
7.4.4　路基上部和中部軟化下動力響應　277　
7.4.5　路基全部軟化下動力響應　279　
第8章　高速鐵路服役期路基結構健康狀態(tài)評價指標、標準和預警模型及其驗證　283　
8.1　高鐵路基長期動力穩(wěn)定性定義　283　
8.2　現(xiàn)有路基結構健康狀態(tài)評價方法　283　
8.2.1　臨界動應力法　283　
8.2.2　有效振速法　284　
8.2.3　動剪應變法　284　
8.2.4　評價方法對比　285　
8.3　服役期路基結構健康狀態(tài)實用評價指標選取　285　
8.4　服役期路基結構健康狀態(tài)評價標準　286　
8.4.1　基床動應力衰減率評價標準　287　
8.4.2　表層振動速度衰減比評價標準　288　
8.4.3　頻響指數(shù)評價標準　289　
8.5　服役期路基結構健康狀態(tài)診斷技術優(yōu)化與預警模型　290　
8.5.1　服役期路基結構健康診斷技術　290　
8.5.2　服役期路基結構健康狀態(tài)預警模型　291　
8.6　服役期路基結構健康狀態(tài)評價指標、標準和預警模型驗證　292　
8.6.1　基床動應力衰減比驗證　292　
8.6.2　表層振動速度衰減比驗證　293　
8.6.3　頻響指數(shù)驗證　293　
8.6.4　預警模型驗證　294　
參考文獻　295