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路基结构作为无砟轨道结构的下部建筑,其性能状态对轨道结构的动力性能影响很大,为了满足轨道稳定性高,刚度均匀,平顺性高,养护维修工作量显著减少等特点,不仅要求路基结构在动力作用下变形小、稳定性高,而且还要求其支承刚度均匀,这就对路基结构的填筑质量提出了更高的要求。本文采用动力学与控制理论方法,对高速铁路无砟轨道路基的连续压实评定指标与动态控制机理的进行了研究,通过建立轨道板/路基三维多层体系仿真模型对轨道结构在路基结构不同性状下变形和受力规律进行研究的基础上,提出了路基连续压实控制方法及标准,旨在为高速铁路无砟轨道路基的连续压实检验和控制提供理论支撑。本文的主要研究内容和结论如下:1.路基结构在碾压过程中的状态特征及表达方式研究。通过对路基结构在碾压过程中弹塑性变形与路基结构抗力间关系的分析,选定路基结构碾压过程中表征路基结构状态的关键变量;研究状态变量与路基压实状态的关系,提炼出路基结构反力作为表达路基压实状态变化的指标。2.路基结构压实状态的动力学指标研究。通过对路基结构与压实机具相互作用的动力学模型的分析研究,根据压实机具的动态响应特点及与路基结构压实状态之间的关系,建立了压路机动态响应与路基结构反力之间的对应关系,并对二者相关关系进行了试验验证,建立了路基结构反力信息的计算及量测模式,选定振动压实值VCV作为反映路基结构抗力信息的连续压实评定指标;3.路基连续压实测试技术与监控系统研究。从测试技术原理出发,研究了连续压实监控系统的构成问题,对其主要组成部分即激励系统、量测系统和分析系统的各自特点进行了分析与阐述,给出了连续测试的模式与技术要求。根据铁路路基工程特点,参与课题组研制了新的“压实过程监控系统(CPMS)"。4.路基结构压实动态控制机理研究。通过对连续压实测试指标与常规平板载荷指标间相关关系及路基结构压实质量影响和控制因素的分析,建立了路基压实质量反馈控制原理;研究了压实机具振动参数、压实程度与压实稳定性的控制机理并进行了试验验证。5.路基结构均匀性对无砟轨道结构性能影响研究。通过建立无砟轨道板/路基结构系统三维多层体系动力学仿真模型,对路基结构的不均匀性状采用不同刚度进行模拟,分析了轨道板在各种路基结构性状下的动位移和动应力变化规律,从满足列车运行安全和平顺的要求,提出了路基结构性能不均匀的允许限值。6.连续压实路基均匀性控制标准研究。建立了路基支承刚度离散程度的统计指标体系;依据路基结构性能不均匀的允许限值;研究连续压实控制方法与常规控制方法的联合使用准则,给出了相应的综合控制法,并进行试验验证;通过对路基结构不均匀表现形式的研究,给出了连续压实路基均匀性控制准则。本文的研究工作揭示了连续压实路基结构性状对无砟轨道结构性能的影响规律,提出了路基结构刚度不均匀的允许限值,为路基结构连续压实质量控制与检验提供了理论依据和技术支撑。