基于弹性层状体系理论的轨下结构设计方法研究

摘要

为了带来铁路路基设计在理念及方法上的革新，本文致力于将弹性层状体系理论运用于铁路路基设计实践。如此，铁路路基便能真正意义上地被当成是一个由不同材料层组成的土工结构物来对待。鉴于传统的弹性层状体系理论计算公式仅能适用于柱坐标体系，本文求同存异，传承了传统弹性层状体系理论的基本思想，引用一些重要的求解方法，例如我国东南大学王凯教授提出的“递推回代法”，并利用傅里叶变换和傅里叶三角级数推导了可适用于直角坐标系下的弹性层状体系理论计算公式。在本文中所推导的理论计算公式可分为二维和三维弹性层状体系理论计算公式，每一种理论模式都考虑了多种荷载形式作用可能下的理论求解方法，并推导了相应的理论计算公式。
　　 在理论计算公式得以成功推导的基础上，本文应用了相应的数值方法(如高斯-勒让德积分公式)来计算弹性层状体系内各点的应力与位移。最后，待理论计算公式与计算方法均得到确定后，本文提出了铁路路基的相应设计流程，并为此编制了相应的设计计算程序。本文的主要任务在于提供一种可真正意义上地将铁路路基看成是土工结构物来对待的思路，其目的在于抛砖引玉，以求诞生更多更好的关于铁路路基设计的理念与方法。