1、隨著列車速度不斷提高，既有線軌道結構暴露出的問題越來越嚴重。主要表現(xiàn)為軌道與路基結構在列車重復載荷作用下產生不均勻的殘余變形，導致軌道與路基結構的幾何形位、尺寸不斷發(fā)生變化，產生各種不平順。不平順的產生除了與基床的強度、密實度有關外，還與道床和基床的剛度指標關系密切。軌道與路基結構的強度、剛度等指標與其平順性存在著辨證統(tǒng)一的關系，因此本文研究目的就是通過系統(tǒng)研究得出既有線提速基床與道床相互影響的內在關系。 本文主要研究方法有理論

2、分析、室內模型試驗、數(shù)值計算分析以及現(xiàn)場普查與測試等。首先從理論上對道床與基床的動態(tài)特性做了分析研究，提出既有線提速路基面臨的相關問題。其次，通過室內動載模型試驗，研究不同剛度(密度)基床下，軌道與路基結構的動應力、動變形、模量、剛度等隨載荷次數(shù)的變化規(guī)律及發(fā)展過程。然后，通過數(shù)值模擬計算掌握了軌道與路基結構動應力、動位移的分布特點及規(guī)律。最后，針對不同形式基礎結構對道床的影響，綜合參考國內外資料的基礎上進行了現(xiàn)場調查與實測，提出了線路

3、全面普查與局部勘察相結合的質量評估系統(tǒng)。主要工作及結論如下： 1、重復荷載作用下基床與道床相互影響的室內動載模型試驗研究針對既，有線提速改造中遇到的道床與基床參數(shù)的合理匹配問題，以室內動載模型試驗研究為依托，配制6組不同密實度的土樣，對軌道與路基結構進行了動應力、彈性變形、塑性變形、反應模量等項目的測試，并通過不同壓實系數(shù)下模型試驗測試結果的對比分析，得出了基床、道床彈塑性變形以及反應模量的變化趨勢，探討了軌道與路基結構地基系數(shù)

4、、壓實系數(shù)以及動靜剛度等參數(shù)之間的發(fā)展規(guī)律，提出了基床對道床影響的臨界值，即：基床壓實度為0.93時，基床臨界動剛度值為75MPa/m，基床臨界動彈性變形為1.5mm，道床的臨界動剛度值為11kN/mm。對基床與道床參數(shù)匹配及相互動力作用的規(guī)律研究，為既有線提速改造設計具有重要指導意義。 2、軌道與路基結構動態(tài)數(shù)值模擬研究，根據(jù)模型試驗結果，采用反分析法確定軌道與路基結構的材料參數(shù)，對模型結構以及原形結構進行動態(tài)數(shù)值模擬研究。模

5、型試驗的數(shù)值模擬結果與模型試驗得出的測試值吻合較好，且模型模擬結果與原形模擬結果總體變形規(guī)律有較好的一致性，從而說明采用該模型對軌道與路基結構進行仿真計算結果比較可靠，反演參數(shù)合理。因此，可通過數(shù)值模擬研究來掌握軌道結構的應力及變形整體分布規(guī)律，彌補模型試驗以及現(xiàn)場原位測試只能了解局部點狀信息的缺憾，也可為進一步進行模型試驗的方案選擇與參數(shù)設置起指導作用，同時可對未來運營工況下的應力及位移做出合理的預測。 3、軌道與路基結構質量

6、調查與評估系統(tǒng)的研究，由軌道與路基結構的隱蔽性以及其運營狀態(tài)影響因素的復雜性決定了僅靠幾組室內模型試驗以及數(shù)值模擬計算難以準確地把握既有線基床與道床相互影響的本質與機理，也不能得出應用于原形軌道與路基結構的真正合理可靠的臨界參數(shù)值。為了把模型試驗與數(shù)值模擬的研究結果與現(xiàn)場軌道與路基結構的實際情況相結合起來，本文提出了一種新的思路即軌道與路基結構質量調查與評估系統(tǒng)。基本原理是利用TIC數(shù)據(jù)與雷達探測結果對軌道與路基結構的幾何狀態(tài)進行統(tǒng)計評

7、判，據(jù)此將路基按區(qū)段分類，然后針對每一種區(qū)段的路基進行現(xiàn)場詳勘，得到各類型路基的評價參數(shù)。最后通過大量長期的測試數(shù)據(jù)積累，分析各種運營狀況下，基床各參數(shù)與工作性能的關系，確定在目前行車狀況下基床正常工作時對應參數(shù)的臨界控制值，可作為其他條件相似的線路提速到該運營速度時的養(yǎng)護標準參考依據(jù)，以優(yōu)化既有線提速路基改造設計，也可作為路基提速的評估標準。 4、不同結構形式基礎與道床相互影響的研究，通過調查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，軌道質量指數(shù)和軌道不平順

8、譜可反映不同路基地段軌道不平順狀態(tài)，可以作為不同結構形式基礎區(qū)段不平順評價的依據(jù)。對秦沈線、京秦線、遂渝線三條線路的一般路基區(qū)段、路橋過渡段、路隧過渡段、橋隧過渡段、堤塹過渡段以及不同填料區(qū)段的TQI值與PSD進行分析，認為秦沈線的整體軌道質量要優(yōu)于遂渝線，遂渝線優(yōu)于京秦線；認為路橋結合處設置過渡段以及基床表層設置級配碎石與不設置過渡段以及不設置級配碎石相比，軌道質量狀態(tài)明顯提高；認為路橋、堤塹、路隧、橋隧等過渡段的軌道質量狀態(tài)與動態(tài)特