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考虑权重系数的浮置板系统多参数影响与匹配分析 被引量：1
1
作者 陈宪麦 黄厚龙 +3 位作者 徐磊 胡逸宁 仵雷振 邓燚 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期347-357,共11页
市域铁路作为连接城市与郊区的关键纽带,其快速发展引起的环境振动问题日益突出。减振垫和减振扣件虽能有效减振,但其低刚度特性会增大钢轨和道床板位移,影响车辆运行的平稳性和舒适性,因此,如何通过合理的参数匹配实现减振垫浮置板系... 市域铁路作为连接城市与郊区的关键纽带,其快速发展引起的环境振动问题日益突出。减振垫和减振扣件虽能有效减振,但其低刚度特性会增大钢轨和道床板位移,影响车辆运行的平稳性和舒适性,因此,如何通过合理的参数匹配实现减振垫浮置板系统的低动力响应设计显得尤为重要。基于此,本文以某市域减振垫浮置板轨道隧道段为研究对象,应用MATLAB建立三维车-线-隧耦合数值模型,考虑低速和高速运营条件,以隧道壁减振和车辆乘坐舒适性为核心优化目标,选择车体垂向加速度、钢轨和浮置板垂向位移及隧道壁最大Z振级为分析指标,以扣件垂向刚度及阻尼、浮置板板下垂向刚度及阻尼和板厚作为系统设计参数进行工况设计,排除超限工况后,通过加权计分法得出不同车速和不同权重组合下的最优参数匹配,并分析上述5个系统设计参数对动力响应指标的组合影响规律。研究结果表明:扣件阻尼对车体加速度、钢轨和浮置板位移的影响没有板下阻尼产生的影响大,板下阻尼的增加会轻微降低车体加速度和浮置板位移,隧道壁最大Z振级随着板下阻尼增加呈现非线性变化,其最小值出现在板下阻尼为0.15 MN·s/m^(3)处。钢轨和浮置板的位移受板厚的影响较小,较大的扣件刚度和板下垂向刚度可以减小钢轨的垂向位移,隧道壁最大Z振级与扣件和板下刚度呈明显正相关,减振垫道床配合使用减振扣件后,与原减振垫道床相比,可减小隧道壁的最大Z振级2.74 dB。 展开更多
关键词 市域铁路 减振垫浮置板 参数匹配 车辆-轨道耦合动力学 权重组合
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铁路有砟道床渗透性能及其影响因素的试验研究
2
作者 王威 雷赛 +2 位作者 杨治邦 张田爽 肖键 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第4期165-175,共11页
为保障铁路长期安全稳定运营,利用自制的道砟集料渗透试验装置对道砟集料在不同服役状态下渗透性能进行研究,进而探讨道床渗水性能的演化规律.首先,以符合特级碎石道砟标准的洁净道砟集料为研究对象,分析道砟级配不均匀系数和平均粒径... 为保障铁路长期安全稳定运营,利用自制的道砟集料渗透试验装置对道砟集料在不同服役状态下渗透性能进行研究,进而探讨道床渗水性能的演化规律.首先,以符合特级碎石道砟标准的洁净道砟集料为研究对象,分析道砟级配不均匀系数和平均粒径对道砟集料渗透性能的影响;其次,将粉煤灰和细砂作为脏污,根据试验需求将其加入洁净道砟集料的上层、中层和下层,进而模拟既有线路中的道床脏污分布情况,探讨脏污程度、脏污成分及脏污分布形式对道砟集料渗透性能的影响;最后,设置不同初始密度和施加垂向荷载作用,调查密度及垂向荷载对道砟集料渗透性能的影响.研究结果表明:道砟集料内无脏污时,当道砟集料的不均匀系数越小、平均粒径越大,其渗透系数越大,渗透性能越强;道砟集料内存在脏污时,当道砟集料所含脏污程度越高、脏污材质粒径越小、脏污分布越集中,道砟集料的渗透系数越小,渗透性能越弱;当道砟集料的初始密度越小时,洁净道砟集料的渗透系数将越大,渗透性能将逐渐增强,而含脏污道砟集料的渗透系数将越小,渗透性能将逐渐减弱;当道砟集料表面承受的垂向荷载越大时,含脏污道砟集料的渗透性能越差,且在加、卸载过程中,道砟集料会发生塑性变形,卸载后其渗透系数无法恢复到加载前. 展开更多
关键词 有砟道床 道砟集料 渗透性能 道砟集料渗透仪
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土工格栅加筋碎石复合体作用机理细观研究 被引量：2
3
作者 王志杰 王有为 +2 位作者 杨广庆 周诗广 贾旭东 《铁道学报》 北大核心 2025年第5期141-150,共10页
为从细观层面揭示土工格栅加筋碎石作用机理,在室内大型三轴试验结果基础上,建立土工格栅加筋碎石离散元数值模型,分析加筋层数、筋材竖向间距对试样抗剪强度的影响,并从细观角度揭示试样局部孔隙率、颗粒位移、力链的变化规律。研究结... 为从细观层面揭示土工格栅加筋碎石作用机理,在室内大型三轴试验结果基础上,建立土工格栅加筋碎石离散元数值模型,分析加筋层数、筋材竖向间距对试样抗剪强度的影响,并从细观角度揭示试样局部孔隙率、颗粒位移、力链的变化规律。研究结果表明:随着加筋层数的增加,试样的抗剪强度峰值随之变大;颗粒局部孔隙率随着轴向应变的增加而显著增大,由于筋材的约束,加筋区域孔隙率波动较小,合适的筋材间距能够最大程度限制加筋区域孔隙率的增长;加筋区域的颗粒侧向位移受到明显限制,随着加筋层数的增多,试样侧向变形明显降低;通过分析试样的接触力分布可以得出土工格栅能够大幅提高试样的承载力,提升加筋区域的抗变形能力。研究成果可增进对土工格栅加筋碎石作用机理的认识。 展开更多
关键词 大型三轴试验 土工格栅 细观组构 加筋机理 离散元
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高原山区铁路冰冻有砟道床宏细观阻力特性研究
4
作者 刘鉴兴 刘凯 +3 位作者 刘治业 陈嵘 安博洋 王平 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期153-159,共7页
高原山区冰冻环境中道砟颗粒间的冻结现象改变有砟道床阻力性能,加剧轨枕与道床相互作用的复杂性,对高原山区铁路的安全运营带来挑战。为探明高原山区铁路冰冻有砟道床的宏细观阻力特性,通过在温控环境试验箱中搭建足尺有砟轨道模型,测... 高原山区冰冻环境中道砟颗粒间的冻结现象改变有砟道床阻力性能,加剧轨枕与道床相互作用的复杂性,对高原山区铁路的安全运营带来挑战。为探明高原山区铁路冰冻有砟道床的宏细观阻力特性,通过在温控环境试验箱中搭建足尺有砟轨道模型,测定并分析不同冰冻温度条件下道床的纵横向阻力曲线,之后在离散元方法中引入黏结模型,对不同冰冻温度的道床纵横向阻力细观特性进行分析与对比。研究结果表明:冰冻环境中的道床阻力随温度的降低明显增大;当轨枕发生纵向或横向位移时,冰的黏结效果使得在轨枕运动一侧的道砟颗粒虽然受力更大,但不易产生迁移和旋转,并且随着温度的降低,这种受力的范围逐渐扩大;对不同冰冻温度下的冰结键受力状态分析结果表明,靠近轨枕运动一侧的冰结键主要承受压力,远离轨枕运动一侧的冰结键主要承受拉力;随着温度的降低,冰冻道床中冰结键的破碎率降低,道砟颗粒的平均配位数减小。 展开更多
关键词 高原山区 有砟轨道 道床阻力 冰冻 离散元方法
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冲击荷载下道砟破坏几何形状特征研究
5
作者 常建梅 田喜龙 冯怀平 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第7期38-42,49,共6页
研究目的:在基础刚度突变的路桥过渡段,受冲击荷载作用有砟轨道道床道砟破碎比较严重,给线路安全运营和养护维修造成巨大压力,道砟破碎问题越来越受到研究人员关注。现有研究主要采用落锤冲击方法,围绕道砟的级配变化和整体破坏特征开展... 研究目的:在基础刚度突变的路桥过渡段,受冲击荷载作用有砟轨道道床道砟破碎比较严重,给线路安全运营和养护维修造成巨大压力,道砟破碎问题越来越受到研究人员关注。现有研究主要采用落锤冲击方法,围绕道砟的级配变化和整体破坏特征开展,而有关道砟几何形状变化的量化研究还比较少见。几何形状是道砟的重要参数,其变化特征对道床性能劣化具有重要影响。因此,本文在道砟冲击试验及宏观分析结果基础上,利用激光扫描和三维图形分析方法,研究道砟几何形状破坏特征和分布规律。研究结论:(1)冲击荷载作用下断裂破坏道砟占比显著增加,棱角破坏和断裂破坏道砟的颗粒占比约为3∶1,随粒径增加,发生断裂的道砟比例增加,块状道砟发生棱角破坏的比例约为针状和片状的2倍,针状、片状道砟发生断裂破坏的比例约为块状的3倍;(2)棱角破坏道砟在棱边、角等处的最大缺失深度通常在5 mm以内,棱角破坏道砟的形状系数随粒径增大而增加,块状道砟形状系数变化率较小,针状和片状道砟形状系数变化率较大,可达块状道砟形状系数变化率的3倍以上;(3)利用比表面积指标可区分两种道砟破坏类型,断裂道砟试样前后的比表面积呈线性关系,截距代表了断裂道砟增加表面消耗冲击能的性能,对断裂面的位置有重要影响;(4)本研究结果可为道床的劣化评估和维修策略制定提供参考。 展开更多
关键词 冲击荷载 道砟 几何形状 破坏特征 三维图形
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风沙区铁路有砟道床力学行为试验研究及离散元分析
6
作者 曹跃华 肖宏 《铁道建筑》 北大核心 2025年第6期19-26,共8页
为了研究沙漠地区沙粒侵入对散体道床宏细观力学性能的影响机制,探究侵沙深度与轨枕最大位移、道床塑性变形之间的内在联系,本文开展不同含沙程度下道床横向阻力现场试验,分析了沙粒侵入量与道床横向抵抗变形能力的内在联系。在此基础上... 为了研究沙漠地区沙粒侵入对散体道床宏细观力学性能的影响机制,探究侵沙深度与轨枕最大位移、道床塑性变形之间的内在联系,本文开展不同含沙程度下道床横向阻力现场试验,分析了沙粒侵入量与道床横向抵抗变形能力的内在联系。在此基础上,利用离散单元法构建了多尺度含沙道床三维模型,系统地分析了沙粒侵入对散体道床内部接触特性、能量演变机制及道床变形特性的影响。结果表明:沙粒侵入量越大,道床的横向阻力及阻力功越大;含沙道床最大接触力比清洁道床增加了65.5%,且法向和切向接触力均高于清洁道床;沙粒侵入主要影响散体道床的弹性应变能,对道砟颗粒的动能影响较小;含沙道床的最大弹性应变能为清洁道床的34%;沙粒侵入深度与轨枕最大位移和道床塑性变形负相关;沙粒侵蚀深度越大,轨枕的位移和道床的塑性变形越小,道床的动态刚度越高,从而使得散体道床的弹性降低,线路维修成本加大。 展开更多
关键词 有砟轨道 沙漠 散体道床 现场试验 离散元分析 接触力 能量演变 侵沙深度
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宽轨枕道床板结对轨道结构力学特性的影响
7
作者 谭阳 肖宏 +1 位作者 闫东伟 钱忠霞 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期28-34,共7页
为探明板结道床对轨道结构宏观质量状态及微观力学特性的影响,在铁路线隧道地段开展了宽轨枕轨道、Ⅲ型轨枕轨道的道床横向阻力和支承刚度现场试验,并建立了含脏污颗粒的宽轨枕轨道结构离散元模型。在此基础上,分析了脏污程度及板结深... 为探明板结道床对轨道结构宏观质量状态及微观力学特性的影响,在铁路线隧道地段开展了宽轨枕轨道、Ⅲ型轨枕轨道的道床横向阻力和支承刚度现场试验,并建立了含脏污颗粒的宽轨枕轨道结构离散元模型。在此基础上,分析了脏污程度及板结深度对道床板结宏观质量状态、颗粒细观接触特性、轨道结构状态的影响规律。结果表明:宽轨枕轨道的横向阻力、支承刚度分别是Ⅲ型轨枕的2.54、1.96倍,可以增加宽轨枕抵抗横向变形的能力,但会加剧列车对道床的振动冲击作用,影响列车运行安全;宽轨枕垂向位移随板结深度的增大逐渐减小;脏污颗粒入侵道床会增大颗粒之间的咬合及摩擦关系,道砟颗粒间的接触力分布均匀,应力减小。 展开更多
关键词 重载铁路 宽轨枕轨道 板结道床 现场试验 离散单元法
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市域快速轨道交通轨道不平顺特性分析
8
作者 张东风 胡衍文 +2 位作者 郭骁 叶军 陈宪麦 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2800-2811,共12页
随着我国大型城市逐步进入郊区化发展阶段,市域快速轨道交通的建设规模不断扩大,运营速度不断提升,大量新建线路的运营养护成为亟待解决的问题。目前,国内外对于市域快速轨道交通的不平顺特征研究较少。通过研究市域快轨轨道不平顺在不... 随着我国大型城市逐步进入郊区化发展阶段,市域快速轨道交通的建设规模不断扩大,运营速度不断提升,大量新建线路的运营养护成为亟待解决的问题。目前,国内外对于市域快速轨道交通的不平顺特征研究较少。通过研究市域快轨轨道不平顺在不同域的特征表达,可更好地了解市域快轨的整体平顺性状态,为车体动力响应研究及维修养护提供参考。本文以北京市某市域轨道交通线路实测1.5~70 m轨道不平顺数据为研究对象,对实测不平顺数据进行预处理,得出该市域快轨线路轨道不平顺在时域上的统计及分布特征;采用韦尔奇法计算并分析该市域快轨线路的功率谱密度,分析功率谱中存在的周期性成分特征;将实测不平顺功率谱进行消峰处理并拟合,得到符合该线路服役状态的市域快速铁路轨道不平顺谱,并与既有的典型轨道谱进行对比分析;在时域使用变分模态分解得到有限带宽的本征模态函数,采用希尔伯特变换构建解析信号并得到其瞬时频率和幅值,在时-频分割平面上表达希尔伯特能量密度谱。研究结果表明:该线路数据时域统计量较小,线路平顺性较好,其概率密度曲线近似服从正态分布;该市域快轨线路在频域上存在不同波长的周期性成分,主要与无砟轨道结构尺寸、32 m简支梁桥及25 m钢轨焊缝有关;拟合得到的市域快轨中长波不平顺谱与实测功率谱吻合程度较高,可与时频域分析结合,更好地定位并处理病害,为维修养护提供依据。 展开更多
关键词 市域快轨 功率谱密度 参数拟合 变分模态分解 时频分布
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不同轴重作用下有砟道床动力特性离散元研究
9
作者 徐鹏 钟熠 +1 位作者 李婷 杨广庆 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期121-128,共8页
为探究轴重对有砟道床动力特性的影响,文章基于真实道砟颗粒轮廓,采用离散元法建立有砟道床模型。在此基础上,分析轴重对道床能量耗散、道砟颗粒运动模式以及接触力的影响。研究结果表明:加载初期道床能量出现陡增现象,随着循环荷载次... 为探究轴重对有砟道床动力特性的影响,文章基于真实道砟颗粒轮廓,采用离散元法建立有砟道床模型。在此基础上,分析轴重对道床能量耗散、道砟颗粒运动模式以及接触力的影响。研究结果表明:加载初期道床能量出现陡增现象,随着循环荷载次数的增加,道床能量呈近似线性增长。摩擦能耗散占比约为阻尼能耗散占比的2倍。对于道砟颗粒横向位移,轴重由13t增长到40t时,砟肩下方区域横向位移影响范围从砟肩先向下部扩散,随后呈逆时针方向朝道砟坡面与砟肩外侧扩散。在轴重作用下,向外侧移动的道砟颗粒数量约为向内侧移动道砟颗粒数量的两倍,并且两者均随轴重的增加而增大。对于道砟颗粒旋转量,轴重超过25t后其影响区域逐渐由砟肩下方区域转移至轨枕下方区域。与道砟颗粒产生的转动动能相比,平动动能更大,并且两者差距随轴重增大而增大。轴重荷载主要由轨枕下方梯形区域内的道砟承担,其中轴重较小时,力链主要集中在加载区域下方。 展开更多
关键词 有砟道床 离散元法 能量 道砟位移 轴重
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上海轨道交通浮置板道床病害分析及治理
10
作者 瞿锋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第7期99-105,共7页
[目的]浮置板道床因其优越的减振降噪性能,在城市轨道交通中被较多采用。但随着服役时间的增加,浮置板状态不良问题也逐步暴露,使得浮置板轨道结构的维护和管理面临诸多挑战。应对浮置板道床病害进行分析并梳理相应的治理措施,为浮置板... [目的]浮置板道床因其优越的减振降噪性能,在城市轨道交通中被较多采用。但随着服役时间的增加,浮置板状态不良问题也逐步暴露,使得浮置板轨道结构的维护和管理面临诸多挑战。应对浮置板道床病害进行分析并梳理相应的治理措施,为浮置板检修工作提供参考。[方法]以上海轨道交通全线网浮置板道床检修工作为背景,分析了浮置板的工作原理、结构特点。剖析了上海轨道交通线网中浮置板轨道结构的主要病害类型、影响特点及病害成因。提出了包括荷载力精调、吊空垫平及失效部件更换等各项治理措施,并以上海轨道交通某线为例,具体分析其浮置板病害治理步骤。[结果及结论]通过在线监测、荷载力精调及维护更换等各类措施,可以确保浮置板状态满足服役要求。应加强重点地段常规检查,加强在线监测技术的应用,并通过建立大数据平台,驱动轨道结构设计优化,实现预防性维护方案升级及全生命周期成本管控,全面提升轨道结构运维的主动性与科学性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 轨道结构 浮置板 隔振器 剪力铰
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朔黄重载铁路道岔区聚氨酯固化道床的应用
11
作者 魏兴国 李毅 +1 位作者 郄录朝 谢蛟 《铁道建筑》 北大核心 2025年第3期26-30,共5页
结合朔黄铁路运营情况,应用聚氨酯固化道床技术,采用双梯形固化和全断面固化相结合的方式,对朔黄铁路两道岔区进行了固化施工,给出了运营期重载铁路道岔区聚氨酯固化道床的施工工艺流程,并通过固化前后高程测量、断面检测、道床支承状... 结合朔黄铁路运营情况,应用聚氨酯固化道床技术,采用双梯形固化和全断面固化相结合的方式,对朔黄铁路两道岔区进行了固化施工,给出了运营期重载铁路道岔区聚氨酯固化道床的施工工艺流程,并通过固化前后高程测量、断面检测、道床支承状态检测、实车动力测试以及跟踪观测,验证了重载铁路道岔区聚氨酯固化道床改造效果。结果表明:固化施工后,道岔区有砟轨道服役状态良好,轨道结构整体性提升,可以满足重载列车的运营需求。道岔区聚氨酯固化道床技术的系列研究成果,可为解决重载铁路道岔区道床稳定性难题提供参考。 展开更多
关键词 重载铁路 道岔区 现场试验 聚氨酯固化道床 施工工艺流程
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道砟颗粒的精细化建模及对道床力学性能影响 被引量：37
12
作者 徐旸 高亮 +1 位作者 杨国涛 罗奇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期73-78,共6页
用离散元法对道床进行模拟,建立能拟合真实道砟颗粒形态的球簇单元模型。对由不同级配、颗粒外形道砟组成的道床建立箱体模型,重点分析颗粒级配与颗粒外形对道床力学性能的影响。分析结果表明:合理级配的道床比单一粒径的道床具有更好... 用离散元法对道床进行模拟,建立能拟合真实道砟颗粒形态的球簇单元模型。对由不同级配、颗粒外形道砟组成的道床建立箱体模型,重点分析颗粒级配与颗粒外形对道床力学性能的影响。分析结果表明:合理级配的道床比单一粒径的道床具有更好的力学性能;在颗粒外形相同的情况下,级配范围较大的道床力学性能较好,但孔隙率较低;道砟颗粒外形对道床力学性能影响大,由规则外形的颗粒组成的道床力学性能明显降低。 展开更多
关键词 铁路道床 离散元法 道砟外形 道砟 级配
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基于离散元法的铁路道床力学特性 被引量：29
13
作者 高亮 罗奇 +1 位作者 徐旸 马春生 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1064-1069,共6页
道砟外形复杂,其几何形态对道床力学行为有显著影响,为揭示道砟模拟方法对道床力学行为的影响规律,针对道砟外形极不规则、咬合作用强的特点,采用自编算法建立了能模拟真实道砟外形的颗粒簇.基于离散元法,分别建立了基本球道砟和颗粒簇... 道砟外形复杂,其几何形态对道床力学行为有显著影响,为揭示道砟模拟方法对道床力学行为的影响规律,针对道砟外形极不规则、咬合作用强的特点,采用自编算法建立了能模拟真实道砟外形的颗粒簇.基于离散元法,分别建立了基本球道砟和颗粒簇道砟的三维道床-轨枕空间模型,分析循环荷载下两种道床的接触力、配位数、道床应力和振动加速度的差异.结果表明,相同循环荷载下,颗粒簇道床比基本球道床最大接触力小769N,平均接触力小10 N,说明颗粒簇接触力幅值范围更小,分布更a均匀;基本球配位数在1.0～3.2范围内周期变化,颗粒簇配位数在5.3～6.1范围内周期变化,说明颗粒簇间的接触点更多,接触状态更稳定;颗粒簇道床顶部振动加速度和应力比基本球道床的分别小0.26g,16 kPa,说明颗粒簇能反映道砟间的咬合作用,保持道床的整体受力性. 展开更多
关键词 离散元法 颗粒簇 接触力 配位数 动力响应
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道床断面尺寸对道床横向阻力的影响 被引量：45
14
作者 高亮 罗奇 +2 位作者 徐旸 蒋函珂 曲村 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期954-960,共7页
为揭示道床横向阻力变化特征,采用离散元法,建立了高速铁路有砟道床-轨枕三维模型,研究了道床边坡坡度、顶面宽度、道床厚度和砟肩堆高等道床断面尺寸对其横向阻力的影响,分析了枕底、枕侧和砟肩阻力及其分担的横向阻力比例.结果表明：... 为揭示道床横向阻力变化特征,采用离散元法,建立了高速铁路有砟道床-轨枕三维模型,研究了道床边坡坡度、顶面宽度、道床厚度和砟肩堆高等道床断面尺寸对其横向阻力的影响,分析了枕底、枕侧和砟肩阻力及其分担的横向阻力比例.结果表明：坡度为1∶1.50～1∶1.85时,横向阻力为10.315～16.475kN,坡度为1∶1.65及更缓能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.顶面宽度为3.0～3.8 m时,横向阻力为10.205～15.715kN,顶面宽度为3.4 m及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.随边坡变缓或顶面宽度增大,砟肩道砟增多,砟肩阻力显著增大.道床厚度为200～400 mm时,横向阻力为9.156～15.684 k N;横向推动轨枕时,道床从上向下分层拖动;随道床厚度增大,枕底阻力明显增大,道床厚度为300 mm及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.砟肩堆高为0～180 mm时,砟肩阻力为2.010～5.203 kN,横向阻力为9.526～15.257 kN,砟肩堆高对砟肩阻力影响很大,堆高120 mm及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求。 展开更多
关键词 铁路道床 横向阻力 断面尺寸 离散元法
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基于激光扫描法的铁路道砟级配对道床动力特性影响的离散元研究 被引量：14
15
作者 徐旸 高亮 +2 位作者 蔡小培 侯博文 赵云哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期127-133,156,共8页
铁路碎石道床的道砟级配对道床的力学性能具有显著的影响,采用三维激光扫描技术对道砟颗粒的形状特征进行了获取及分析,并提出了基于道砟外形重建结果的离散元颗粒数值模型构造方法;在此基础上建立了循环荷载道砟箱数值模型。以此研究... 铁路碎石道床的道砟级配对道床的力学性能具有显著的影响,采用三维激光扫描技术对道砟颗粒的形状特征进行了获取及分析,并提出了基于道砟外形重建结果的离散元颗粒数值模型构造方法;在此基础上建立了循环荷载道砟箱数值模型。以此研究在高速及重载线路条件下,道砟级配对散体道床动力沉降特性的影响规律,并从细观角度分析了道床的沉降机理。研究结果表明:不同运营条件下铁路碎石道床的沉降机理有所不同。道砟颗粒间的相互错动是引发重载铁路道床沉降主要原因。而对于高速铁路,道床沉降还会受到高频荷载作用下颗粒自身转动的影响。因此,建议在规范中针对不同的线路条件提出不同的道砟级配曲线要求。 展开更多
关键词 铁路有砟道床 道砟级配 离散元法 道床沉降 动力响应
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道砟级配的分形方法及对道床剪切性能影响 被引量：17
16
作者 徐旸 高亮 +2 位作者 王红 杨国涛 赵云哲 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期94-101,共8页
碎石道砟级配对道床力学性能有明显影响,传统级配曲线区间难以精确量化道砟集料的级配分布特征及力学特性。基于分形理论,提出同时适用于新建和劣化后铁路散体道床的道砟级配分维度量化方法。为分析不同道砟级配对道床力学性能的影响原... 碎石道砟级配对道床力学性能有明显影响,传统级配曲线区间难以精确量化道砟集料的级配分布特征及力学特性。基于分形理论,提出同时适用于新建和劣化后铁路散体道床的道砟级配分维度量化方法。为分析不同道砟级配对道床力学性能的影响原理,采用三维视觉重建技术建立精细化道砟颗粒单元及直剪数值模型,基于验证后的模型,研究分维度量化方法中两项关键级配控制参数对道床剪切力学性能的影响规律。结果表明,道砟级配分维度及道砟细碎颗粒含量与道砟抗剪强度有较强的负相关性,应在道床的养护维修中关注道砟的细碎颗粒含量。道砟级配分维度能同时反映道床的级配组成特征以及剪切力学性能,建议在规范中考虑该参数。 展开更多
关键词 铁路道床 三维重建 离散元法 道砟外形 级配
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铁路有砟道床振动和变形的离散元模拟与试验验证 被引量：18
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作者 张徐 赵春发 +1 位作者 翟婉明 冯洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1481-1488,共8页
运用三维激光扫描仪获取碎石道砟颗粒的几何形态,构建了不规则形状的簇颗粒模型,在此基础上建立了有砟道床三维离散元模型,用于道床细宏观力学行为的离散元模拟分析。同时,为了验证离散元模拟结果的可靠性,开展了高速铁路有砟轨道1:1实... 运用三维激光扫描仪获取碎石道砟颗粒的几何形态,构建了不规则形状的簇颗粒模型,在此基础上建立了有砟道床三维离散元模型,用于道床细宏观力学行为的离散元模拟分析。同时,为了验证离散元模拟结果的可靠性,开展了高速铁路有砟轨道1:1实尺模型试验,获得了静态加、卸载和循环简谐荷载作用下道床的变形以及不同深度处道砟的振动响应。对比分析表明,离散元模拟和试验获得的道砟振动加速度幅值接近,随深度的衰减规律一致;等效静态加、卸载条件下道砟的垂向变形以及循环荷载作用下道砟的累积变形均能够与试验结果吻合,说明建立的三维道床离散元模型是合理的,能够较为准确地模拟有砟道床的振动响应和累积变形行为,可用于高速铁路有砟道床的细、宏观劣化机制研究。 展开更多
关键词 铁路道砟 簇颗粒 离散单元法 实尺模型试验 激光扫描
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循环荷载频率对高速铁路有砟道床累积变形行为的影响 被引量：18
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作者 张徐 赵春发 翟婉明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-8,共8页
为研究高速铁路有砟道床因反复承受高频率的列车荷载作用而劣化及累积变形的规律,利用离散元分析软件PFC并考虑道砟颗粒的真实几何形态,建立高速铁路有砟道床三维离散元模型,模拟分析不同频率、不同幅值循环简谐荷载作用下道床的累积变... 为研究高速铁路有砟道床因反复承受高频率的列车荷载作用而劣化及累积变形的规律,利用离散元分析软件PFC并考虑道砟颗粒的真实几何形态,建立高速铁路有砟道床三维离散元模型,模拟分析不同频率、不同幅值循环简谐荷载作用下道床的累积变形,并通过统计分析道砟颗粒的重排行为,从细观层面探讨荷载频率对道床累积变形行为的影响机理。开展高速铁路有砟道床的室内实尺模型累积变形试验,验证道床离散元模型的合理性和模拟结果的可靠性。结果表明:在相近的荷载工况下,模拟分析获得的道床累积变形结果与实尺模型试验结果较为吻合;循环简谐荷载的频率低于15 Hz时,道床的累积变形主要由道砟颗粒间的相对接触滑动引起,但累积变形及其增长速率均不大;当荷载频率提高至20 Hz以上时,道床的累积变形及其增长速率随荷载频率的提高而快速增大,且其主要原因是道砟颗粒发生了剧烈转动。 展开更多
关键词 高速铁路 有砟道床 循环荷载频率 累积变形 颗粒重排 离散单元法
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高速铁路有砟道床纵向阻力滞回曲线特征及规律研究 被引量：9
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作者 肖杰灵 刘浩 +2 位作者 刘淦中 王源 王平 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期91-99,共9页
针对有砟轨道道床纵向阻力的强非线性特点,通过足尺试验模型,在不同加载速率和位移极值的周期性纵向荷载作用下,研究散体道床的纵向阻力滞回曲线特性及规律。结果表明:散粒体道床在周期性荷载作用下的卸载曲线与加载曲线不重合,加、卸... 针对有砟轨道道床纵向阻力的强非线性特点,通过足尺试验模型,在不同加载速率和位移极值的周期性纵向荷载作用下,研究散体道床的纵向阻力滞回曲线特性及规律。结果表明:散粒体道床在周期性荷载作用下的卸载曲线与加载曲线不重合,加、卸载曲线形成一条闭合的、呈中心对称的滞回曲线;滞回曲线的形态特征并非理想的滞回状态,滞回环面积随位移幅值的增加线性增大;位移幅值越大道床能量耗散系数越大,道床耗能能力越强,滞回曲线越饱满;道床的动刚度近似随荷载循环周次的增加线性递减;滞回曲线分段刚度值受位移幅值影响明显,不同位移幅值下的滞回曲线分段刚度值不同。有砟道床纵向阻力具有滞回特性说明其正常使用状态存在动态耗能行为,有助于深入研究高速条件下有砟线路的高稳定性、高可靠性和高安全性。 展开更多
关键词 周期性纵向荷载 散粒体道床 滞回曲线 形态特征
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重载铁路聚氨酯固化道床结构形式及其合理参数的研究 被引量：27
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作者 王红 许永贤 +3 位作者 许良善 曾树谷 徐旸 郄录朝 《铁道建筑》 北大核心 2014年第7期129-132,共4页
聚氨酯固化道床被认为是有砟轨道和无砟轨道以外的第三种轨道结构。论文分析了聚氨酯固化道床三种结构形式的优缺点,推荐采用经济合理的轨下梯形聚氨酯固化道床形式。并针对该固化结构形式,基于对轨枕受力的影响和轨道刚度的合理匹配,... 聚氨酯固化道床被认为是有砟轨道和无砟轨道以外的第三种轨道结构。论文分析了聚氨酯固化道床三种结构形式的优缺点,推荐采用经济合理的轨下梯形聚氨酯固化道床形式。并针对该固化结构形式,基于对轨枕受力的影响和轨道刚度的合理匹配,研究了重载条件下固化道床合理的几何尺寸和刚度。 展开更多
关键词 重载铁路 聚氨酯道床 轨枕弯矩 轨道刚度
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