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考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
1
作者
董亮
吴贻珂
+2 位作者
郑展鹏
田爽
苏永华
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期123-134,共12页
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过...
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过渡段动力响应特性及其差异,着重探讨轴重、车速、行驶方向等因素对动力响应分布特征、传播规律及衰减特性的影响。研究结果表明,动力响应随轴重增大而增大;冻胀条件下,轮对脱轨风险区域随车速增加而增大、正向行驶产生的动力响应明显更大;桥台附近土体的竖向动应力分布存在相位滞后现象。研究成果对于解决目前严重制约我国寒区铁路工程病害防控的重要瓶颈问题,具有重要的科学与实际意义。
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关键词
路桥过渡段
冻胀变形
数值模拟
动力特性
寒区铁路
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职称材料
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
2
作者
董亮
田爽
+3 位作者
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期126-134,共9页
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性...
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性变形划分为三种不同的状态。在黏弹性模型的基础上串联塑性弹簧提出一种计算应力-应变关系的简化方法。研究结果表明:温度越低,动弹性模量越高,阻尼比越低。在动应力水平较低时,土体处在塑性安定阶段,累积塑性变形随振动次数的增加趋于稳定,动弹性模量略有增加,阻尼比则逐渐减小;当动应力水平超过塑性蠕变界限时,土体刚度迅速降低,累积塑性变形急剧增加,试样呈现破坏的趋势;当动应力水平处于塑性安定和塑性蠕变界限之间时,累积塑性变形虽然增加,但仍然处在可控范围。提出的弹塑性模型可以很好地描述冻结粗粒土填料的滞回特性和累积塑性变形规律。研究成果可为高速铁路路基填料长期动力性能的分析提供有益参考。
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关键词
粗粒土
温度
循环荷载
安定分析
累积塑性变形
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职称材料
题名
考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
1
作者
董亮
吴贻珂
郑展鹏
田爽
苏永华
机构
中国
铁道科学研究院
集团
有限公司
铁道建筑研究所
哈尔滨工业大学土木
工程
学院
中国铁路成都局集团有限公司成都成铁工程项目管理有限公司
黑龙江省寒区轨道交通
工程
技术研究中心
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期123-134,共12页
基金
国家自然科学基金(42072316,42102311)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047)。
文摘
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过渡段动力响应特性及其差异,着重探讨轴重、车速、行驶方向等因素对动力响应分布特征、传播规律及衰减特性的影响。研究结果表明,动力响应随轴重增大而增大;冻胀条件下,轮对脱轨风险区域随车速增加而增大、正向行驶产生的动力响应明显更大;桥台附近土体的竖向动应力分布存在相位滞后现象。研究成果对于解决目前严重制约我国寒区铁路工程病害防控的重要瓶颈问题,具有重要的科学与实际意义。
关键词
路桥过渡段
冻胀变形
数值模拟
动力特性
寒区铁路
Keywords
railway and bridge transition section
frost heave deformation
numerical simulation
dynamic characteristics
cold region railway
分类号
U24 [交通运输工程—道路与铁道工程]
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
2
作者
董亮
田爽
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
机构
中国
铁道科学研究院
集团
有限公司
铁道建筑研究所
中国
铁道科学研究院
集团
有限公司
高速
铁路
轨道系统全国重点实验室
哈尔滨工业大学土木
工程
学院
黑龙江省寒区轨道交通
工程
技术研究中心
中国铁路成都局集团有限公司成都成铁工程项目管理有限公司
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期126-134,共9页
基金
国家自然科学基金(42072316)
中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2020YJ037)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047)。
文摘
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性变形划分为三种不同的状态。在黏弹性模型的基础上串联塑性弹簧提出一种计算应力-应变关系的简化方法。研究结果表明:温度越低,动弹性模量越高,阻尼比越低。在动应力水平较低时,土体处在塑性安定阶段,累积塑性变形随振动次数的增加趋于稳定,动弹性模量略有增加,阻尼比则逐渐减小;当动应力水平超过塑性蠕变界限时,土体刚度迅速降低,累积塑性变形急剧增加,试样呈现破坏的趋势;当动应力水平处于塑性安定和塑性蠕变界限之间时,累积塑性变形虽然增加,但仍然处在可控范围。提出的弹塑性模型可以很好地描述冻结粗粒土填料的滞回特性和累积塑性变形规律。研究成果可为高速铁路路基填料长期动力性能的分析提供有益参考。
关键词
粗粒土
温度
循环荷载
安定分析
累积塑性变形
Keywords
coarse grained soil
temperature
cyclic load
shakedown analysis
cumulative plastic deformation
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
U213.1 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
董亮
吴贻珂
郑展鹏
田爽
苏永华
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
董亮
田爽
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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