艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)

目錄
第1章　緒論　1　
1.1　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的意義　1　
1.2　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的研究進(jìn)展　2　
1.3　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)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(jié)構(gòu)層間離縫或開(kāi)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(kāi)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(jié)構(gòu)層間離縫或開(kāi)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(kāi)裂病害成因　32　
第3章　高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)　33　
3.1　路基結(jié)構(gòu)健康遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案　33　
3.2　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)原則　34　
3.3　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)參量與監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)選　36　
3.3.1　監(jiān)測(cè)參量概述　36　
3.3.2　監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)選　37　
3.4　高速動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)研制　40　
3.4.1　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與選擇標(biāo)準(zhǔn)　41　
3.4.2　不同系統(tǒng)方案特點(diǎn)與比較選取　41　
3.5　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器埋設(shè)方法　44　
3.5.1　孔內(nèi)監(jiān)測(cè)傳感器定位埋設(shè)裝置　44　
3.5.2　路基等模量無(wú)收縮封堵混凝土　46　
3.6　滬昆客運(yùn)專線服役期路基健康無(wú)線監(jiān)測(cè)示范區(qū)實(shí)施　47　
3.6.1　高填方斜坡路堤示范段監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　47　
3.6.2　路塹高陡邊坡監(jiān)測(cè)示范段監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　49　
3.6.3　遠(yuǎn)程高頻數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)實(shí)施方案　50　
3.6.4　路基健康遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工　54　
3.6.5　數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸及存儲(chǔ)分析系統(tǒng)搭建　61　
第4章　滬昆客運(yùn)專線服役期路基健康監(jiān)測(cè)與診斷　67　
4.1　遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(yàn)段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　67　
4.2.2　斜坡路堤試驗(yàn)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(jìn)口高邊坡試驗(yàn)段（DK203+850～DK203+890區(qū)段）　70　
4.3.2　路塹高陡邊坡試驗(yàn)段（DK272+960～DK272+990區(qū)段）　74　
4.4　高速列車動(dòng)荷載作用下路基動(dòng)態(tài)響應(yīng)演化特征　77　
4.4.1　高填路堤試驗(yàn)段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　77　
4.4.2　斜坡路堤試驗(yàn)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(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及災(zāi)變過(guò)程多尺度分析　115　
5.1　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)大比例模型激振試驗(yàn)　115　
5.1.1　大比例模型激振試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　115　
5.1.2　大比例模型激振試驗(yàn)方案　121　
5.1.3　大比例模型激振試驗(yàn)結(jié)果　122　
5.2　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)　130　
5.2.1　原位激振試驗(yàn)裝置　130　
5.2.2　原位激振試驗(yàn)方案　131　
5.2.3　原位激振試驗(yàn)結(jié)果　133　
5.3　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)三維數(shù)值　148　
5.3.1　高鐵路基靜動(dòng)本構(gòu)模型　148　
5.3.2　黏土動(dòng)力本構(gòu)模型　154　
5.3.3　三維數(shù)值模擬方法與計(jì)算方案　158　
5.3.4　不同動(dòng)荷載作用下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　164　
5.4　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程多尺度分析　172　
5.4.1　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程多尺度分析方法172　
5.4.2　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程數(shù)值分析方案　173　
5.4.3　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程中力學(xué)響應(yīng)變化規(guī)律　176　
第6章　高速鐵路浸水軟化路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程數(shù)值模擬　181　
6.1　浸水軟化路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)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(dòng)應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律及變化　183　
6.2.1　正常路基動(dòng)應(yīng)力衰減規(guī)律　183　
6.2.2　不同軟化厚度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　184　
6.2.3　不同軟化層深度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　187　
6.2.4　不同軟化程度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　190　
6.2.5　浸水軟化路基動(dòng)應(yīng)力衰減程度　192　
6.3　浸水軟化路基加速度響應(yīng)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(dòng)速度響應(yīng)規(guī)律及變化　205　
6.4.1　正常路基振動(dòng)速度衰減規(guī)律　205　
6.4.2　不同軟化厚度下路基振動(dòng)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(dòng)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(dòng)速度衰減及變化規(guī)律　212　
6.4.5　浸水軟化路基振動(dòng)速度衰減程度　215　
6.5　浸水軟化路基動(dòng)力參數(shù)頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　216　
6.5.1　路基動(dòng)應(yīng)力頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　216　
6.5.2　路基加速度頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　222　
6.6　長(zhǎng)期列車動(dòng)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(shí)用計(jì)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(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)　243　
7.1　浸水軟化路基現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)設(shè)計(jì)　243　
7.1.1　現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)　243　
7.1.2　路基動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　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(chǎng)激振模型構(gòu)建　247　
7.2.1　激振模型填筑　247　
7.2.2　準(zhǔn)備工作　247　
7.2.3　填筑施工　247　
7.2.4　花管埋設(shè)　248　
7.2.5　試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)　249　
7.2.6　試驗(yàn)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(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　253　
7.3.1　路基動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線　253　
7.3.2　激振條件路基響應(yīng)頻率和共振頻率　257　
7.3.3　路基動(dòng)力響應(yīng)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(dòng)應(yīng)力響應(yīng)對(duì)比　265　
7.3.5　不同振次下路基動(dòng)力響應(yīng)　270　
7.4　浸水軟化下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　272　
7.4.1　浸水軟化下路基動(dòng)力響應(yīng)時(shí)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(dòng)力響應(yīng)　274　
7.4.4　路基上部和中部軟化下動(dòng)力響應(yīng)　277　
7.4.5　路基全部軟化下動(dòng)力響應(yīng)　279　
第8章　高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型及其驗(yàn)證　283　
8.1　高鐵路基長(zhǎng)期動(dòng)力穩(wěn)定性定義　283　
8.2　現(xiàn)有路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)方法　283　
8.2.1　臨界動(dòng)應(yīng)力法　283　
8.2.2　有效振速法　284　
8.2.3　動(dòng)剪應(yīng)變法　284　
8.2.4　評(píng)價(jià)方法對(duì)比　285　
8.3　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)實(shí)用評(píng)價(jià)指標(biāo)選取　285　
8.4　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　286　
8.4.1　基床動(dòng)應(yīng)力衰減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　287　
8.4.2　表層振動(dòng)速度衰減比評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　288　
8.4.3　頻響指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　289　
8.5　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)診斷技術(shù)優(yōu)化與預(yù)警模型　290　
8.5.1　服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)　290　
8.5.2　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)預(yù)警模型　291　
8.6　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型驗(yàn)證　292　
8.6.1　基床動(dòng)應(yīng)力衰減比驗(yàn)證　292　
8.6.2　表層振動(dòng)速度衰減比驗(yàn)證　293　
8.6.3　頻響指數(shù)驗(yàn)證　293　
8.6.4　預(yù)警模型驗(yàn)證　294　
參考文獻(xiàn)　295