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基于SmartRock传感技术的道砟静力循环平板载荷试验研究
1
作者
王家全
张涛艺
+1 位作者
黄世斌
唐毅
《铁道学报》
北大核心
2025年第1期123-130,共8页
基床道砟在交通荷载重复作用下的位移变形机制尚不清晰,为了研究道砟在静力循环荷载作用下的沉降规律和道砟颗粒的位移旋转特性,利用自行设计的静力循环平板试验模型装置,对道砟填料开展不同幅值下的静力循环平板载荷试验,结合SmartRoc...
基床道砟在交通荷载重复作用下的位移变形机制尚不清晰,为了研究道砟在静力循环荷载作用下的沉降规律和道砟颗粒的位移旋转特性,利用自行设计的静力循环平板试验模型装置,对道砟填料开展不同幅值下的静力循环平板载荷试验,结合SmartRock无线传感器技术分析道砟层不同位置颗粒接触变形特性,揭示循环加卸载过程中道砟沉降及旋转特性。结果表明:低、中、高3种幅值下的累积塑性变形分别为2.92、3.91、12.37 mm,且低幅值和中幅值工况的累积塑性变形量为高幅值工况的22.94%、30.71%,表现为道砟承载塑性变形对基底高压力敏感性高;建立峰值沉降量与循环次数和荷载幅值之间数学模型,可较好预测经过多次循环后道砟的峰值沉降量;在静力循环加卸载过程中,低幅值和中幅值工况的x、y轴转角的最大值分别为高幅值工况的22.19%、34.90%和32.45%、39.55%,颗粒绕x、y轴转动的概率远大于z轴,在一个方向的转动响应弱,必然会在另一个方向的转动响应强,且循环荷载作用是道砟填料磨损严重的重要原因之一。
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关键词
静力循环
平板载荷试验
道砟
smartrock
传感器
沉降规律
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职称材料
振动荷载下级配碎石颗粒运动及其能量特征试验研究
被引量：
16
2
作者
肖源杰
王萌
+3 位作者
于群丁
华文俊
姜钰
Tutumluer Erol
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期78-89,共12页
大空隙级配碎石因其良好的透(排)水性能逐渐用作“海绵城市”路面结构的基层填料,但振动荷载作用下填料颗粒在重新排列过程中的运动姿态变化以及能量状态空间分布规律仍不明确。文章基于颗粒堆积理论设计了不同级配的碎石填料,开展不同...
大空隙级配碎石因其良好的透(排)水性能逐渐用作“海绵城市”路面结构的基层填料,但振动荷载作用下填料颗粒在重新排列过程中的运动姿态变化以及能量状态空间分布规律仍不明确。文章基于颗粒堆积理论设计了不同级配的碎石填料,开展不同激振参数组合下的室内新型平板振动压实试验,在试样内部不同位置处放置新型智能颗粒传感器(SmartRock)实时监测压实过程中颗粒的运动姿态变化,由颗粒加速度响应分析填料内部运动能量的时空演变规律,进而提出基于颗粒运动和能量分布的填料压实质量评价新指标。研究结果表明,级配碎石填料振动压实过程可明显分为两个不同阶段:第一阶段大部分能量耗散于碎石颗粒的竖向运动及空隙的压缩,占主导的颗粒竖向运动未形成致密的骨架结构;第二阶段颗粒主要发生水平面内的平动以及竖直面内的滚动,颗粒的长轴取向逐渐趋近于“平躺”状态,大部分能量耗散于颗粒间空隙的填充,颗粒逐渐互相紧密咬合嵌挤并形成稳定的骨架结构。试样中上部颗粒的运动指标可较好地评判压实状态,当颗粒水平向运动能量从逐渐增大过渡到逐渐减小至几乎没有任何能量分布但竖向能量分布突增时,表明试样已达到较优的压实状态,新的颗粒运动和能量指标可为连续压实质量智能评价和调控技术研究提供有益的理论依据和研究基础。
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关键词
振动压实
透水性基床
级配碎石
颗粒运动
振动能量
压实评价
智能颗粒传感器
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职称材料
道砟压实质量与颗粒运动关联特征及内在机制研究
被引量：
7
3
作者
王萌
肖源杰
+2 位作者
王小明
蔡德钩
陈晓斌
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2055-2065,共11页
级配较为均匀的道砟其捣固(压实)质量对铁路有砟道床的服役性能起着至关重要的作用。然而,目前尚无统一的标准或规范可用于指导和控制道砟捣固(压实)参数选择,传统的路基填料压实也未能考虑散体颗粒的自组织行为和细观运动特征等。基于...
级配较为均匀的道砟其捣固(压实)质量对铁路有砟道床的服役性能起着至关重要的作用。然而,目前尚无统一的标准或规范可用于指导和控制道砟捣固(压实)参数选择,传统的路基填料压实也未能考虑散体颗粒的自组织行为和细观运动特征等。基于正交设计方案开展缩放道砟级配的室内旋转压实试验,在试样的不同位置预置了新型智能颗粒传感器用于监测旋转压实过程中颗粒的运动参数,揭示道砟压实质量与颗粒运动参数的关联特征,从颗粒细观运动角度探究压实机理,提出考虑颗粒细观运动特征的压实度控制新指标。研究结果表明:智能颗粒传感器可用于测量旋转压实过程中粗颗粒的细观运动参数;3个方向的相对旋转模式与旋转压实过程中试样干密度和高度的变化直接相关,据此可将压实过程分为初始压实、旋转压密和稳定压密等3个阶段;试样上部位置处智能颗粒传感器的相对转角可作为新的压实度控制指标。研究成果有望为铁路道砟的室内外压实技术选取和压实质量控制提供技术参考和指导。
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关键词
铁路道砟
压实
智能颗粒传感器
颗粒运动
颗粒磨损与破碎
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职称材料
题名
基于SmartRock传感技术的道砟静力循环平板载荷试验研究
1
作者
王家全
张涛艺
黄世斌
唐毅
机构
广西科技大学广西高校防灾减灾与预应力技术重点实验室
广西科技大学广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心
出处
《铁道学报》
北大核心
2025年第1期123-130,共8页
基金
国家自然科学基金(52468047)
广西自然科学基金(2022GXNSFDA035081)
+1 种基金
广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划(桂教人才[2020]6号)
广西研究生教育创新计划(YCSW2021310)。
文摘
基床道砟在交通荷载重复作用下的位移变形机制尚不清晰,为了研究道砟在静力循环荷载作用下的沉降规律和道砟颗粒的位移旋转特性,利用自行设计的静力循环平板试验模型装置,对道砟填料开展不同幅值下的静力循环平板载荷试验,结合SmartRock无线传感器技术分析道砟层不同位置颗粒接触变形特性,揭示循环加卸载过程中道砟沉降及旋转特性。结果表明:低、中、高3种幅值下的累积塑性变形分别为2.92、3.91、12.37 mm,且低幅值和中幅值工况的累积塑性变形量为高幅值工况的22.94%、30.71%,表现为道砟承载塑性变形对基底高压力敏感性高;建立峰值沉降量与循环次数和荷载幅值之间数学模型,可较好预测经过多次循环后道砟的峰值沉降量;在静力循环加卸载过程中,低幅值和中幅值工况的x、y轴转角的最大值分别为高幅值工况的22.19%、34.90%和32.45%、39.55%,颗粒绕x、y轴转动的概率远大于z轴,在一个方向的转动响应弱,必然会在另一个方向的转动响应强,且循环荷载作用是道砟填料磨损严重的重要原因之一。
关键词
静力循环
平板载荷试验
道砟
smartrock
传感器
沉降规律
Keywords
static cycling
plate⁃loading test
ballast
smartrock sensor
settlement law
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
U214 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
振动荷载下级配碎石颗粒运动及其能量特征试验研究
被引量：
16
2
作者
肖源杰
王萌
于群丁
华文俊
姜钰
Tutumluer Erol
机构
中南大学土木工程学院
中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室
中铁第四勘察设计院集团有限公司
伊利诺伊大学香槟分校
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期78-89,共12页
基金
国家自然科学基金(52178443,51878673,U1734208,U1934209)
国家重点研发计划(2019YFC1904704)
中国铁道科学研究院科技研究开发计划重大课题(2019YJ026)。
文摘
大空隙级配碎石因其良好的透(排)水性能逐渐用作“海绵城市”路面结构的基层填料,但振动荷载作用下填料颗粒在重新排列过程中的运动姿态变化以及能量状态空间分布规律仍不明确。文章基于颗粒堆积理论设计了不同级配的碎石填料,开展不同激振参数组合下的室内新型平板振动压实试验,在试样内部不同位置处放置新型智能颗粒传感器(SmartRock)实时监测压实过程中颗粒的运动姿态变化,由颗粒加速度响应分析填料内部运动能量的时空演变规律,进而提出基于颗粒运动和能量分布的填料压实质量评价新指标。研究结果表明,级配碎石填料振动压实过程可明显分为两个不同阶段:第一阶段大部分能量耗散于碎石颗粒的竖向运动及空隙的压缩,占主导的颗粒竖向运动未形成致密的骨架结构;第二阶段颗粒主要发生水平面内的平动以及竖直面内的滚动,颗粒的长轴取向逐渐趋近于“平躺”状态,大部分能量耗散于颗粒间空隙的填充,颗粒逐渐互相紧密咬合嵌挤并形成稳定的骨架结构。试样中上部颗粒的运动指标可较好地评判压实状态,当颗粒水平向运动能量从逐渐增大过渡到逐渐减小至几乎没有任何能量分布但竖向能量分布突增时,表明试样已达到较优的压实状态,新的颗粒运动和能量指标可为连续压实质量智能评价和调控技术研究提供有益的理论依据和研究基础。
关键词
振动压实
透水性基床
级配碎石
颗粒运动
振动能量
压实评价
智能颗粒传感器
Keywords
vibratory compaction
permeable base
unbound aggregate
particle motion
kinematic energy
compaction assessment
smartrock sensor
s
分类号
TU416.1 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
道砟压实质量与颗粒运动关联特征及内在机制研究
被引量：
7
3
作者
王萌
肖源杰
王小明
蔡德钩
陈晓斌
机构
中南大学土木工程学院
重载铁路工程结构教育部重点实验室
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
出处
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2055-2065,共11页
基金
中国铁道科学研究院科技研究开发计划重大课题(2019YJ026)
国家自然科学基金资助项目(U1734208,U1934209,51878673,51808577)。
文摘
级配较为均匀的道砟其捣固(压实)质量对铁路有砟道床的服役性能起着至关重要的作用。然而,目前尚无统一的标准或规范可用于指导和控制道砟捣固(压实)参数选择,传统的路基填料压实也未能考虑散体颗粒的自组织行为和细观运动特征等。基于正交设计方案开展缩放道砟级配的室内旋转压实试验,在试样的不同位置预置了新型智能颗粒传感器用于监测旋转压实过程中颗粒的运动参数,揭示道砟压实质量与颗粒运动参数的关联特征,从颗粒细观运动角度探究压实机理,提出考虑颗粒细观运动特征的压实度控制新指标。研究结果表明:智能颗粒传感器可用于测量旋转压实过程中粗颗粒的细观运动参数;3个方向的相对旋转模式与旋转压实过程中试样干密度和高度的变化直接相关,据此可将压实过程分为初始压实、旋转压密和稳定压密等3个阶段;试样上部位置处智能颗粒传感器的相对转角可作为新的压实度控制指标。研究成果有望为铁路道砟的室内外压实技术选取和压实质量控制提供技术参考和指导。
关键词
铁路道砟
压实
智能颗粒传感器
颗粒运动
颗粒磨损与破碎
Keywords
railway ballasts
compaction
smartrock sensor
s
particle movement
particle abrasion and breakage
分类号
TU352.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于SmartRock传感技术的道砟静力循环平板载荷试验研究
王家全
张涛艺
黄世斌
唐毅
《铁道学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
振动荷载下级配碎石颗粒运动及其能量特征试验研究
肖源杰
王萌
于群丁
华文俊
姜钰
Tutumluer Erol
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
16
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职称材料
3
道砟压实质量与颗粒运动关联特征及内在机制研究
王萌
肖源杰
王小明
蔡德钩
陈晓斌
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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职称材料
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