考虑荷载波形效应的高速铁路地基软黏土长期累积变形机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708526
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In the deep soft soil area, large post-construction settlement of high speed railway foundation can be produced under vibration loads. The theory and model for its settlement prediction are mostly based on the experimental results by use of simple cyclic loads (e.g., sine, rectangular, and triangular cycle load), however, these kinds of loads are difficult, or even impossible to fully capture the complex features of high speed train (HST) loads such as long-term application, low stress level, principal stress rotation. To solve this problem, we intend to investigate the features of HST loads by dynamic response of track and foundation, and then synthesize a vibration load capturing these features and apply it into the indoor experiments. To this end, a complete nonlinear coupling vibration model involving vehicle-track-subgrade-foundation is established based on the Hertz nonlinear wheel-rail contact theory, which is a classical method to model the interaction between vehicle and track. After complete the numerical solution and verification of the proposed model, characteristics of dynamic response of soft foundation are theoretically studied. Then, with dynamic response analysis, features of HST load directly applied on the foundation soils are studied, and several of key waveform parameters of the loads are determined combining with field vibration test results. And a new vibration load is synthesized by these parameters. Dynamic triaxial tests and hollow cylindrical tests for undisturbed soft clay are conducted under the synthesized vibration loads, and dynamic characteristics of soft clay are comprehensively explored based on test results. Then, with considering waveform effect of load, a new dynamic constitutive model is put forward by use of the elastic-plastic incremental theory in non-isotropic hardening modulus field. After embedding the model into the existing finite element method, the influence of load waveform parameters, stress level and drainage condition on the cumulative deformation are analyzed, and a new computation method for long-term cumulative deformation of soft soil in high speed railway foundation, which will be verified and validated by monitoring test results. The results of this project can provide a reasonable scientific base for the prediction and control of long-term deformation and settlement of soft foundation of high speed railway.
深厚软土地区高速铁路振动荷载作用下地基产生较大的工后沉降,而目前对其计算预测的理论和模型大都是基于简单循环荷载的试验结果而建立,不能完全反映高速铁路振动荷载的复杂特性如长期性、低幅值和主应力旋转等。本项目引入车辆轨道动力学中的Hertz非线性轮轨接触理论,考虑轨道随机不平顺,建立车辆-轨道-路基-地基耦合振动模型,并完成数值求解和验证,分析软土地基动力响应特性,进而确定直接作用于地基土体上的振动荷载的波形特征参数,并合成室内试验所需的振动荷载波形,通过动三轴和空心圆柱试验,研究软黏土的动力变形特性,进而考虑荷载波形效应,依据非等向硬化模量场增量弹塑性理论建立动力本构方程,与有限元结合分析荷载参数、应力水平、排水条件等对累积变形的影响规律,提出高速铁路长期振动荷载作用下地基软黏土累积变形计算方法,并结合实际工程验证。研究成果可为高速铁路软土地基长期变形沉降的预测和控制提供合理科学依据。

结项摘要

深厚软土地区高速铁路振动荷载作用下地基产生较大的工后沉降,而目前对其计算预测的理论和模型大都是基于简单循环荷载的试验结果而建立,不能完全反映高速铁路振动荷载的复杂特性如长期性、低幅值和主应力旋转等。本项目引入车辆轨道动力学中的Hertz非线性轮轨接触理论,考虑轨道随机不平顺,建立车辆-轨道-路基-地基耦合振动模型,并完成数值求解和验证,分析软土地基动力响应特性,进而确定直接作用于地基土体上的振动荷载的波形特征参数,并合成室内试验所需的振动荷载波形,通过动三轴和空心圆柱试验,研究软黏土的动力变形特性,进而考虑荷载波形效应,依据非等向硬化模量场增量弹塑性理论建立动力本构方程,与有限元结合分析荷载参数、应力水平、排水条件等对累积变形的影响规律,提出高速铁路长期振动荷载作用下地基软黏土累积变形计算方法,并结合实际工程验证。研究成果可为高速铁路软土地基长期变形沉降的预测和控制提供合理科学依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel model for the cumulative plastic strain of soft marine clay under long-term low cyclic loads
长期低循环荷载作用下软海相粘土累积塑性应变的新模型
  • DOI:
    10.1016/j.oceaneng.2017.12.028
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Ocean Engineering
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ren Xing Wei;Xu Qi;Teng Jidong;Zhao Nan;Lv Le
  • 通讯作者:
    Lv Le
Dynamic response of soft soils in high-speed rail foundation: in situ measurements and time domain finite element method model
高铁地基软土动力响应:现场测量和时域有限元法模型
  • DOI:
    10.1139/cgj-2018-0555
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Canadian Geotechnical Journal
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Tang Yiqun;Yang Qi;Ren Xingwei;Xiao Siqi
  • 通讯作者:
    Xiao Siqi
Undrained pore pressure behavior of soft marine clay under long-term low cyclic loads
长期低循环荷载作用下软海相粘土的不排水孔压行为
  • DOI:
    10.1016/j.oceaneng.2017.12.045
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Ocean Engineering
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ren Xing Wei;Xu Qi;Xu Cheng Bo;Teng Ji Dong;Lv Sheng Hua
  • 通讯作者:
    Lv Sheng Hua
Propagation and attenuation characteristics of the vibration in soft soil foundations induced by high-speed trains
高速列车诱发软土地基振动的传播与衰减特性
  • DOI:
    10.1016/j.soildyn.2018.11.004
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Soil Dynamics and Earthquake Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Ren Xingwei;Wu Junfeng;Tang Yiqun;Yang Jiachuan
  • 通讯作者:
    Yang Jiachuan
The hydraulic conductivity of sediments: A pore size perspective
沉积物的水力传导率:孔径视角
  • DOI:
    10.1016/j.enggeo.2017.11.022
  • 发表时间:
    2018-01-31
  • 期刊:
    ENGINEERING GEOLOGY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Ren, X. W.;Santamarina, J. C.
  • 通讯作者:
    Santamarina, J. C.

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

任兴伟的其他基金

基于多尺度关联特征的城市绿地土壤渗透特性改良机理研究
  • 批准号:
    42372319
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码