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高速铁路路桥过渡段可调高轨道结构性能研究
1
作者 陈晓斌 熊家坤 +2 位作者 李泰灃 金伟涛 吕鑫龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2407-2421,共15页
高速铁路路桥过渡段无砟轨道对路基结构变形的控制要求非常严格。为满足毫米级的线路平顺性要求并解决路基不均匀沉降问题,针对高铁路桥过渡段路基沉降特性,提出一种可调高轨道结构,即在轨道下预埋智能顶升设备,当路基发生沉降后通过对... 高速铁路路桥过渡段无砟轨道对路基结构变形的控制要求非常严格。为满足毫米级的线路平顺性要求并解决路基不均匀沉降问题,针对高铁路桥过渡段路基沉降特性,提出一种可调高轨道结构,即在轨道下预埋智能顶升设备,当路基发生沉降后通过对轨道精准顶升使其恢复至设计高程。首先使用智能顶升设备对一段足尺无砟轨道模型进行顶升试验,探究在不同沉降类型下顶升对轨道受力状态和整体工作性能的影响;接着采用ABAQUS有限元软件建立列车—轨道—可调高轨道结构有限元模型,探究沉降在治理前后对高速列车行车的影响。顶升模型实验发现:轨道未出现离缝,且同一位置处轨道板和底座板应变值的一致性表明顶升过程中轨道整体性能稳定,验证了顶升设备的安全性;在不同沉降工况下,轨道板应变峰值集中在轨道中心线,并随沉降幅值增加而增大。仿真分析表明:路基不均匀沉降严重影响列车行驶的安全性和平稳性,造成多项动力学性能指标超限;通过可调高轨道结构对路基进行沉降治理,有效改善了沉降带来的负面影响,恢复列车动力学性能至接近无沉降状态,验证可调高轨道结构解决高铁过渡段路基不均匀沉降问题的有效性。研究成果为高铁过渡段路基不均匀沉降整治提供了有效的解决方案,以期将过渡段路基从严格的工后沉降5 mm控制指标调整回归至平稳性的基本要求。 展开更多
关键词 高速铁路 路基不均匀沉降 路基沉降治理 模型试验 有限元分析
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既有重载铁路路桥过渡段轨道结构纵向差异沉降监测分析与预测 被引量：11
2
作者 冷伍明 周思危 +3 位作者 聂如松 程龙虎 涂仁盼 范瑞祥 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期150-157,共8页
在既有重载铁路中,过渡段是线路出现病害最集中、维修最频繁、养护投资最高昂的薄弱环节,一直是运营管理与检测维护的关键区域。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段轨道结构的差异沉降进行长期监测,对差异沉降量和沉降速率... 在既有重载铁路中,过渡段是线路出现病害最集中、维修最频繁、养护投资最高昂的薄弱环节,一直是运营管理与检测维护的关键区域。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段轨道结构的差异沉降进行长期监测,对差异沉降量和沉降速率的分布特征及变化规律进行研究,研究结果表明:沿线路纵向距桥边墩越远,差异沉降量、沉降速率及两者的变化范围越大,并且随着列车运行吨位的增加,差异沉降量逐渐增长,其增长速率逐渐减小并最终趋于稳定。同时,下桥端一侧沉降变形更为稳定,且沿线路纵向分布更为均匀;采用双曲线、指数曲线及两者的组合预测模型对过渡段差异沉降进行预测分析,结果表明:组合预测模型预测效果最佳,其次是指数曲线模型,双曲线模型预测误差相对较大。研究成果可为后续路桥过渡段差异沉降特性研究及过渡段轨道与路基结构的设计与施工提供指导和借鉴。 展开更多
关键词 既有重载铁路 路桥过渡段 差异沉降 沉降预测分析
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基底脱空条件下重载铁路隧道铺底结构疲劳性能试验研究 被引量：3
3
作者 王风 刘聪 +2 位作者 彭立敏 雷明锋 施成华 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2688-2693,共6页
结合重载铁路隧道基底脱空病害特征,设计基底脱空条件下隧道铺底结构疲劳试验装置,并考虑隧道基底无水、富水环境等因素,开展隧道铺底脱空病害下的结构疲劳试验。基于试验结果的分析,探讨脱空条件下隧道铺底结构的疲劳演化特性,拟合得到... 结合重载铁路隧道基底脱空病害特征,设计基底脱空条件下隧道铺底结构疲劳试验装置,并考虑隧道基底无水、富水环境等因素,开展隧道铺底脱空病害下的结构疲劳试验。基于试验结果的分析,探讨脱空条件下隧道铺底结构的疲劳演化特性,拟合得到300 mm脱空条件下隧道铺底结构试件疲劳寿命演化曲线。研究结果表明:基底脱空条件下,隧道铺底结构疲劳性能呈“倒S型”演化趋势,结构疲劳寿命随着应力水平增大而显著缩短;受地下水的影响,富水环境隧道底部结构疲劳寿命显著短于无水环境,且随着应力水平的升高,缩短的比例也越大;建立的基底脱空条件下隧道铺底结构疲劳寿命演化曲线,可用于隧道底部结构损伤状态的评价。 展开更多
关键词 重载铁路隧道 隧道底部结构 疲劳寿命 基底脱空
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重载铁路隧道车-轨-隧耦合模型及底部结构动力响应影响因素研究 被引量：4
4
作者 肖鹏 彭立敏 +2 位作者 李锐 王海林 雷明锋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3737-3745,共9页
重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹... 重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹非线性理论定义轮-轨接触和通过修改钢轨竖向坐标的二次建模方法引入轨道不平顺,重点分析和表征了各列车机构、隧道结构体系之间的相互耦合关系,建立了车辆-轨道-隧道一体化三维耦合有限元数值模型,并开展对比验证。研究结果表明:模型的计算结果与既有文献中的实测数据相差较小,最大相对差值为12.2%,说明所建立的车辆-轨道-隧道一体化耦合模型及其参数的选取是合理可靠的。在此基础上,进一步针对列车轴重、围岩条件、填充层厚度和轨道条件4个关键因素对重载铁路隧道底部结构的动力响应影响规律开展了共计15个工况的模拟计算。研究结果表明:隧道底部结构及基岩的主应力、沉降变形均随列车轴重的增大、围岩条件的变差以及填充层厚度的减薄而快速呈线性增大;列车轴重和围岩条件对底部结构的动力响应影响最为显著;适当增加填充层厚度能减轻列车动载对隧道底部结构的冲击作用,对于Ⅳ-Ⅵ级围岩地段,建议填充层厚度不宜小于1.33 m。 展开更多
关键词 重载铁路隧道 车-轨-隧耦合模型 动力响应特性 影响因素
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循环荷载下重载铁路道砟磨耗破碎及力学特性试验研究 被引量：3
5
作者 肖源杰 张冲冲 +1 位作者 王萌 华文俊 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期125-137,共13页
为深入研究重载列车循环动载作用下散粒体道砟的颗粒磨耗破碎和力学行为劣化等特征,开展3种不同动应力幅值下的室内大型动三轴试验。通过对染色道砟颗粒进行激光扫描和三维重构,量化分析不同循环加载应力状态下不同粒径道砟颗粒的磨耗... 为深入研究重载列车循环动载作用下散粒体道砟的颗粒磨耗破碎和力学行为劣化等特征,开展3种不同动应力幅值下的室内大型动三轴试验。通过对染色道砟颗粒进行激光扫描和三维重构,量化分析不同循环加载应力状态下不同粒径道砟颗粒的磨耗破碎特征,深入分析循环加载下试样的宏观力学特性和力学行为劣化等。研究结果表明,循环加载后道砟颗粒普遍从原始粒径破碎至相邻粒径,偶尔出现破碎至相隔粒径的现象,另有质量占比1%左右的少量道砟颗粒破碎至最小粒径4.75~22.4 mm;在相同的循环加载动应力幅值下,随粒径的增大,道砟颗粒破碎至相邻粒径的质量占比总体呈增大趋势;循环加载过程中颗粒磨耗存在尖角磨损、棱边磨耗与表面纹理改变等3种典型类型,动应力幅值230 kPa下颗粒最大磨耗深度为0.36~5.2 mm,平均磨耗深度为0.03~0.62 mm,颗粒磨耗程度随粒径的增大而逐渐加剧,尖角磨损出现的数量更多且概率更大,其次为棱边磨耗;循环加载三轴试验前后各粒组颗粒含量变化幅度与级配曲线偏移距离随动应力幅值的增大而增大,Bg、Br与BBI 3种颗粒破碎指标均随动应力幅值的增大而增大,Br与BBI两者对动应力幅值的变化反应程度一致,并且更为灵敏;试样轴向累积塑性应变、阻尼比与回弹模量均随动应力幅值的增大而增大。研究结果可为重载铁路散粒体有砟道床长期服役性能劣化评估及其养护维修提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 道砟 循环加载三轴试验 三维激光扫描 颗粒破碎 磨耗深度
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基底空洞条件下重载铁路隧道铺底结构动力响应分析 被引量：3
6
作者 卢小永 刘聪 +2 位作者 雷明锋 冯涛 赵晨阳 《铁道建筑》 北大核心 2021年第3期46-50,共5页
为分析基底空洞条件下重载铁路隧道铺底结构的动力响应特性,确定其潜在易损部位,依托大秦铁路摩天岭隧道工程,采用有限元软件ABAQUS建立列车-隧道-围岩一体化三维数值模型,分析列车荷载单独作用和围岩压力与列车荷载共同作用两种工况下... 为分析基底空洞条件下重载铁路隧道铺底结构的动力响应特性,确定其潜在易损部位,依托大秦铁路摩天岭隧道工程,采用有限元软件ABAQUS建立列车-隧道-围岩一体化三维数值模型,分析列车荷载单独作用和围岩压力与列车荷载共同作用两种工况下基底空洞对铺底结构的影响。结果表明:基底空洞会明显增加隧道铺底结构的动力响应,列车荷载单独作用下有空洞时铺底结构底面的最大主应力比无空洞时增加约1.25倍,围岩压力与列车荷载共同作用下有空洞时铺底结构顶面的最大主应力比无空洞时增大31%;围岩压力会对列车动力响应造成较大影响,在围岩压力和列车荷载共同作用下无空洞时铺底结构底面测点的最大主应力时程曲线振幅为130 kPa,比列车荷载单独作用时增大21%;靠近隧道中心线侧的轨道正下方和侧沟处为隧道铺底结构的潜在易损部位。 展开更多
关键词 重载铁路隧道 动力响应 数值模拟 铺底结构 基底空洞 围岩压力 列车荷载 主应力
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隔振垫浮置板结构动力参数试验研究
7
作者 李沛成 曾志平 +4 位作者 郭无极 李桩 李秋义 吴达 曾强 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1648-1657,共10页
隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道... 隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道结构的不同层间结构的轨道动力参数差异性。研究结果表明:在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载,整体浮置板、无钢轨浮置板和隔振垫的平均动刚度分别为230.6、224.6、1.99 kN/mm,转化为隔振垫动力地基模量分别为0.021 3、0.020 7、0.022 1 N/mm^(3);对各位移测点的位移-加载力滞回曲线环进行面积积分,在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载时,3种状态下隔振垫的平均等效阻尼比分别为0.110、0.096、0.122;直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比最大,在钢轨上施加循环荷载的情况次之,在浮置板上施加循环荷载的隔振垫动力地基模量和阻尼比最小,说明在隔振垫、钢轨和浮置板上施加循环荷载时,隔振垫参与压缩变形程度依次减小,直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比能准确描述隔振垫的实际力学性能。 展开更多
关键词 隔振垫浮置板轨道 滞回曲线 动刚度 阻尼比 动力地基模量
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建筑固废再生骨料及矿碴粉与水泥联合固化的淤泥强度及微观结构研究 被引量：4
8
作者 周震 何庆宇 +4 位作者 肖源杰 董娜 曹竞荣 杨涛 孙向东 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期677-689,共13页
采用建筑固废再生骨料、高炉矿粉和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对河湖疏浚淤泥进行改良固化,在提高多源工业固废资源化利用的同时,以期解决巨量淤泥强度低、含水量高、水稳性差等路基工程应用难题。首先,以固化淤泥的7 d无侧限抗压强... 采用建筑固废再生骨料、高炉矿粉和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对河湖疏浚淤泥进行改良固化,在提高多源工业固废资源化利用的同时,以期解决巨量淤泥强度低、含水量高、水稳性差等路基工程应用难题。首先,以固化淤泥的7 d无侧限抗压强度(q_(u,7))为性能评价指标,采用Box-Behnken方法设计了以固化改良剂材料类型为三因素、材料的不同掺量为三水平的室内试验,建立了固化淤泥q_(u,7)的二次多项式响应面模型。结合响应面模型,考虑固化淤泥的材料成本,基于增广拉格朗日乘数法获得了满足规范强度要求的最优配比。同时使用X射线衍射和扫描电镜等微观分析手段,探究了固化淤泥产物形成及其微细观孔隙结构分布特性,揭示了水泥-高炉矿粉-建筑固废再生骨料复合体系的协同固化机理。研究结果表明,最优固化剂掺量为水泥∶高炉矿粉∶建筑固废再生骨料=5%∶7.8%∶13.8%,这与验证试验得到的结果相近;此时固化1 m~3淤泥为路基填料的材料成本为94元,固化淤泥q_(u,7)可达2.5 MPa,满足我国中、轻交通下高速公路及一级公路水泥稳定材料的使用要求;固化淤泥强度提升主要来源于水泥与高炉矿粉的水化反应及火山灰反应,其中生成的C-S-H等产物有效填充了天然淤泥的孔隙,增强了土颗粒间的黏聚力,而建筑固废再生骨料对于提升强度的作用相对有限,仅在一定掺量范围能通过为土体提供必要的骨架从而提升固化淤泥的强度。研究结果为利用多源固废材料协同固化淤泥并应用于路基填料的配比设计提供参考依据。 展开更多
关键词 淤泥固化 固体废物 响应面法 路基工程 最优配比 固化机理
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风屏障端部缓冲结构对列车动力性能的影响
9
作者 陶玮 娄平 孙震 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期509-522,共14页
为解决高速列车进入或者离开桥梁风屏障区域时,列车运行环境的快速切换导致其气动荷载发生突变从而影响列车运行安全性和乘坐舒适性的问题,提出2种在桥梁风屏障端部设置的缓冲结构:透风率渐变式缓冲结构和高度渐变式缓冲结构。缓冲结构... 为解决高速列车进入或者离开桥梁风屏障区域时,列车运行环境的快速切换导致其气动荷载发生突变从而影响列车运行安全性和乘坐舒适性的问题,提出2种在桥梁风屏障端部设置的缓冲结构:透风率渐变式缓冲结构和高度渐变式缓冲结构。缓冲结构能实现高速列车在桥梁风屏障内部和外部区域的平稳过渡。基于改进的延迟分离涡模拟方法,建立曲线式风屏障-高速列车-桥梁系统以及2种缓冲结构的CFD模型,对比研究2种缓冲结构对风屏障引起的高速列车气动荷载突变程度的减缓效果。在此基础上,建立车-轨-桥系统耦合动力学模型,并采用多体动力学软件UNIVERSAL MECHANISM从行车安全性角度分析2种缓冲方案的效果。研究结果表明:桥梁风屏障端部设置透风率渐变式缓冲结构能够有效降低高速列车进入或离开风屏障区域时气动荷载系数幅值,同时,使列车进入风屏障区域时迎风面压力平缓下降,并减小列车周围涡旋结构尺寸,对列车气动荷载突变效应的减缓效果显著优于高度渐变式缓冲结构;此外,设置透风率渐变式缓冲结构能更好地降低高速列车进出桥梁风屏障区域时轮重减载率和脱轨系数最大值,显著提高列车的运行安全性。研究结果为进一步保障强风区域桥上高速列车安全平稳运行提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 风屏障 气动荷载突变 缓冲结构 数值模拟 动力性能
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重载铁路过渡段路基动力响应特性试验研究 被引量：24
10
作者 聂如松 梅慧浩 +3 位作者 冷伍明 赵春彦 李亚峰 涂仁盼 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期101-115,共15页
掌握列车移动荷载作用下路基的动力响应特性可为路基沉降预测,状态评估提供依据。开展重载铁路过渡段路基动力响应测试,研究动位移峰值沿线路纵向及边坡方向的变化规律,分析路肩处动位移峰值的随机分布规律。研究列车动荷载作用下路基... 掌握列车移动荷载作用下路基的动力响应特性可为路基沉降预测,状态评估提供依据。开展重载铁路过渡段路基动力响应测试,研究动位移峰值沿线路纵向及边坡方向的变化规律,分析路肩处动位移峰值的随机分布规律。研究列车动荷载作用下路基的动力响应特征,并揭示振动能量沿路基边坡的衰减规律。结果表明:列车动荷载对路基的作用具有明显的周期性,可将相邻车厢的两个前后转向架作为一个加载单元,在该加载单元的重复作用下路肩处的动位移峰值服从正态分布。重载列车动荷载作用下路基的振动频率主要分布在0～20Hz范围内,振动能量从路肩向坡脚方向衰减剧烈,基床层受列车动荷载影响显著,而基床以下路基受列车动荷载影响非常微小。分析结果有助于评估列车荷载作用下路基的瞬时及长期动力稳定性,同时为采用模型试验及数值分析手段研究路基动力响应特性时准确模拟重复列车动荷载提供了思路。 展开更多
关键词 重载铁路 动力响应测试 动位移峰值 振动频率 振动能量
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重载铁路粗粒土填料累积变形预测模型与应用 被引量：11
11
作者 周文权 冷伍明 +1 位作者 聂如松 杨奇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期100-107,共8页
为研究重载铁路粗粒土基床层在循环荷载作用下的累积变形发展规律,开展了不同围压、动应力幅值和含水率的大型动三轴试验。分析了各种条件下粗粒土试样的轴向累积应变-循环振次的关系与变化规律,提出了一个适合路基粗粒土累积应变计算... 为研究重载铁路粗粒土基床层在循环荷载作用下的累积变形发展规律,开展了不同围压、动应力幅值和含水率的大型动三轴试验。分析了各种条件下粗粒土试样的轴向累积应变-循环振次的关系与变化规律,提出了一个适合路基粗粒土累积应变计算的预测模型,明确了模型参数的物理意义及确定方法,并应用该模型分析计算了不同轴重和填料种类的粗粒土基床层累积变形,此外还探讨了预测模型的适用范围。研究成果可为重载铁路基床层沉降计算提供理论参考。 展开更多
关键词 重载铁路 粗粒土 累积变形 临界动应力 动应力比
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考虑车-桥耦合的重载铁路钢桥局部疲劳分析 被引量：14
12
作者 朱志辉 冯乾朔 +2 位作者 龚威 蒋丽忠 余志武 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2019年第9期36-42,78,共8页
研究目的:基于车-桥耦合振动理论,以64 m简支钢桁梁桥为实例,研究重载铁路钢桁梁桥局部疲劳可靠度问题。首先建立64 m简支钢桁梁桥的车-桥动力学模型,通过现场试验结果验证模型的准确性,并确定桥梁最不利疲劳部位;然后基于Monte Carlo方... 研究目的:基于车-桥耦合振动理论,以64 m简支钢桁梁桥为实例,研究重载铁路钢桁梁桥局部疲劳可靠度问题。首先建立64 m简支钢桁梁桥的车-桥动力学模型,通过现场试验结果验证模型的准确性,并确定桥梁最不利疲劳部位;然后基于Monte Carlo方法,将车速和轨道不平顺作为随机变量,随机选取100个车速和轨道不平顺的组合样本;利用Miner线性疲劳累积准则和概率密度函数方法,得到钢桥最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数的概率分布,并给出桥梁局部疲劳损伤系数与列车编组的关系式;最后分析不同列车类型和行车速度条件对桥梁疲劳损伤的影响。研究结论:(1)在考虑参数随机概率分布的条件下,桥梁最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数均服从Lognormal分布;(2)当货运列车年运量一定时,列车轴重是桥梁局部损伤的主要影响因素,桥梁的疲劳损伤随轴重增加而增大;(3)在设计时速范围内,列车速度与桥梁疲劳损伤的相关性不强;(4)本研究成果可为重载铁路钢桁梁桥设计与疲劳性能评估提供参考。 展开更多
关键词 疲劳 重载铁路钢桁梁桥 车-桥耦合振动 Miner线性疲劳累积准则 MONTE CARLO方法 概率密度函数
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重载列车作用下CRTSⅢ型板式轨道结构力学特性试验研究 被引量：9
13
作者 曾志平 何贤丰 +1 位作者 余志武 魏炜 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期581-588,共8页
通过建立CRTSⅢ型板式无砟轨道结构1:1足尺试验模型,开展30 t轴重列车作用下轨道结构力学特性试验,获得800万次疲劳试验后轨道结构力学性能演化特征。研究结果表明:疲劳荷载作用下,CRTSⅢ型板式无砟轨道各层动力响应基本呈逐渐增加之势;... 通过建立CRTSⅢ型板式无砟轨道结构1:1足尺试验模型,开展30 t轴重列车作用下轨道结构力学特性试验,获得800万次疲劳试验后轨道结构力学性能演化特征。研究结果表明:疲劳荷载作用下,CRTSⅢ型板式无砟轨道各层动力响应基本呈逐渐增加之势;800万次疲劳荷载作用后,扣件竖向动、静刚度分别增加24.77%和23.94%,竖向动静刚度比变化不明显;隔离层竖向动、静刚度分别增加152.27%和136.11%,动静刚度比减小6.4%;底座竖向加速度最大值增加67.4%;底座混凝土板中处拉、压应力最大值分别增加55.6%和26.3%。研究成果对于开展重载铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构研究具有参考价值。 展开更多
关键词 重载列车 CRTSⅢ型板式无砟轨道 试验 力学特性
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既有重载铁路路基检测试验与状态评估 被引量：17
14
作者 聂如松 冷伍明 杨奇 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2014年第11期20-24,共5页
研究目的：针对朔黄重载铁路四个典型病害路基工点,进行压实度K、含水率、直剪、N_（10）、K_（30）、E_（v2）和E_（vd）等检测试验,系统地评价路基的压实状况、变形性能和承载力特性。针对既有铁路路基检测试验可行性和代表性问题,忽... 研究目的：针对朔黄重载铁路四个典型病害路基工点,进行压实度K、含水率、直剪、N_（10）、K_（30）、E_（v2）和E_（vd）等检测试验,系统地评价路基的压实状况、变形性能和承载力特性。针对既有铁路路基检测试验可行性和代表性问题,忽略新建时碾压产生的残余应力和列车荷载反复作用的影响,建立平面应变有限元模型,分析路基的初始应力状态,为既有路基检测试验检测点代表性问题和室内动三轴试验围压的确定提供参考意见。研究结论：（1）朔黄重载铁路四个典型病害路基工点的压实状况、变形性能和承载力特性不能满足规范的要求,需要进行加固处理;（2）路基的初始应力状态非常复杂,忽略施工碾压和列车荷载在路基中产生应力的影响,距离路基中心线5.5－6.0 m,深0.6－1.2m范围的土体处于K_0状态;（3）进行路基填料室内动三轴实验时,实验加载参数的确定需考虑路基的初始应力状态;（4）该结论可为铁路路基的检测和状态评估提供参考。 展开更多
关键词 重载铁路 路基 检测 状态评估
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重载铁路基床填料低围压静三轴试验研究 被引量：8
15
作者 聂如松 董俊利 +2 位作者 程龙虎 梅慧浩 李亚峰 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2707-2715,共9页
为真实模拟基床表层填料在较低围压下的受力特性,选取朔黄铁路路基基床层填料的低液限粉土,在室内开展一系列不同围压、含水率及不同试验条件下的静三轴试验,探究含水率、围压及试验方法对应力应变曲线及抗剪强度的影响。在试验的基础上... 为真实模拟基床表层填料在较低围压下的受力特性,选取朔黄铁路路基基床层填料的低液限粉土,在室内开展一系列不同围压、含水率及不同试验条件下的静三轴试验,探究含水率、围压及试验方法对应力应变曲线及抗剪强度的影响。在试验的基础上,对应变硬化型曲线利用邓肯-张模型进行拟合;对应变软化型曲线利用沈珠江推广双曲线公式进行拟合,拟合结果良好。研究结果表明:峰值强度与围压之间具有良好的线形关系,并且强度对含水率的变化较为敏感;黏聚力与内摩擦角则均随含水率的增加而减小,其中内摩擦角下降的幅度要小于含水率的下降幅度,同时受试验条件的影响,对采取了排水措施的试验,有效应力得到了提高,因此黏聚力较大。 展开更多
关键词 低液限粉土 低围压 含水率 静三轴试验
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重载铁路路基粗粒土填料回弹特性试验研究 被引量：8
16
作者 聂如松 孙宝莉 +3 位作者 程龙虎 李亚峰 卢小永 李光耀 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期96-104,共9页
粗粒土填料广泛应用于重载铁路路基基床层,填料的物理和应力状态对重载铁路路基的回弹特性有重要的影响。为研究粗粒土填料在列车循环荷载作用下的回弹特性,开展一系列循环荷载作用下的大型动三轴试验,分析粗粒土填料在不同含水率、动... 粗粒土填料广泛应用于重载铁路路基基床层,填料的物理和应力状态对重载铁路路基的回弹特性有重要的影响。为研究粗粒土填料在列车循环荷载作用下的回弹特性,开展一系列循环荷载作用下的大型动三轴试验,分析粗粒土填料在不同含水率、动应力幅值、循环振次、围压条件下回弹模量的变化规律。结果表明:饱和稳定试样,回弹模量约在1000圈左右达到稳定微增长状态,非饱和稳定试样,回弹模量随循环振次的增加呈现出持续增长状态。回弹模量随着动应力幅值和围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小。围压和动应力幅值越大,粗粒土回弹模量随含水率的增加下降得越显著。研究结果对重载铁路粗粒土填料回弹特性的认识与回弹模量设计值的取用具有重要参考价值。 展开更多
关键词 粗粒土填料 回弹模量 动三轴试验 应力状态
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基于改进分数去噪网络的铁路场景点云模型去噪方法 被引量：4
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作者 闫斌 汪思成 +4 位作者 胡文博 王卫东 邱实 李正 王劲 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4983-4992,共10页
基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤,也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题,尤其是对于复杂的铁路场景,易导致模型与... 基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤,也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题,尤其是对于复杂的铁路场景,易导致模型与实际偏差过大,提出一种改进的分数去噪网络(Improved Score-based Denoised Network,ISDNet)。该网络在传统分数去噪网络的基础上构建了一套全新的编码器与解码器,在提高三维点云模型精度的同时,有效降低了计算复杂度和计算成本。该算法既减少了无人机逆向三维点云建模过程中由于环境扰动等因素产生的离散噪点,在铁路基础设施的结构细节处理上有较好的表现,将重建后的点云模型测量点坐标与全站仪测量的坐标进行了对比验证。实验验证结果表明,基于ISDNet网络去噪后的铁路场景三维模型的误差降低至原始模型的一半,各测量点间X方向的平均误差为5.67 mm,Y方向的平均误差为6.67 mm,Z方向的平均误差为6.83 mm。去噪后的三维点云模型有效减少了接触网、钢轨等细节数据的丢失,并显示出了更强的形状表征性,能够更清晰。本文所提方法能够实现铁路场景点云模型的高效去噪,并将模型精度进行提高,有效减少了点云模型中各构件细节的丢失,能够为相关的延伸应用提供可靠的技术支持。 展开更多
关键词 无人机三维点云模型 铁路工程 深度学习 点云去噪 宏观建模
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重载铁路路桥过渡段道砟颗粒运动及能量特征对比分析 被引量：6
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作者 肖源杰 姜钰 +4 位作者 王萌 华文俊 赵红军 毛建锋 王卫东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期100-115,共16页
重载列车循环动载作用下有砟道床动力响应与其支承刚度和道砟颗粒的细观运动密切相关,然而目前尚无定量的影响规律和关联机制。针对此不足,选取国内某运煤专线重载铁路典型路桥过渡段开展现场动力响应测试,在有砟道床不同位置处埋设新... 重载列车循环动载作用下有砟道床动力响应与其支承刚度和道砟颗粒的细观运动密切相关,然而目前尚无定量的影响规律和关联机制。针对此不足,选取国内某运煤专线重载铁路典型路桥过渡段开展现场动力响应测试,在有砟道床不同位置处埋设新型智能颗粒传感器(SmartRocks),实时监测列车通过时道砟颗粒的运动姿态变化,进而对比分析不同道床支承条件下道砟颗粒运动及其能量特征沿行车方向和轨道结构横断面的变化规律。研究结果表明:列车动载作用下轨枕下方道砟颗粒的竖向加速度和旋转角呈明显的周期性,其在水平面内的转动角度相对较大且不可回复,可将相邻车厢的相邻转向架作为一个加载单元用于分析道砟颗粒的振动特性;路-桥渐变区、桥台以及桥梁跨中处轨枕下方道砟颗粒的运动以竖向为主且纵向次之,桥梁跨中处钢轨支点下方道砟颗粒振动能量约为路基段的2~3倍;随着道床下部支承刚度逐渐增加,道砟颗粒粒间作用力逐渐增大,颗粒上升加速度逐渐增大并与下沉加速度逐渐接近;刚性支承道床其道砟颗粒振动幅度较大且周期性相对较弱,刚性支承自身振动的叠加作用较为显著;桥上道床脏污板结严重处的轨枕端部道砟颗粒几乎未发生转动,此处应是日常养护维修作业的关注重点。可为重载铁路有砟道床健康智能监测、动力性能精准感知和劣化风险自主预警提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 重载铁路 过渡段 铁路桥梁 道砟 颗粒运动 振动能量
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朔黄重载铁路某路桥过渡段沉降监测及预测 被引量：18
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作者 涂仁盼 冷伍明 +1 位作者 聂如松 范瑞祥 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1412-1419,共8页
随着大轴重、长编组重载列车的大量运行,路基会发生较大累积变形,特别是路桥及路涵过渡段路基。对路基进行沉降监测和沉降趋势预测可及时了解路基工作状态,有效保障重载列车的运营安全。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段... 随着大轴重、长编组重载列车的大量运行,路基会发生较大累积变形,特别是路桥及路涵过渡段路基。对路基进行沉降监测和沉降趋势预测可及时了解路基工作状态,有效保障重载列车的运营安全。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段路基的差异沉降进行长期监测,探讨差异沉降量随列车累积荷载的变化规律,并对监测结果进行预测分析。研究结果表明:过渡段各断面路基相对桥台的差异沉降量随着列车累积荷载的增加而逐渐增加,且沿线路纵向并远离桥台方向逐渐增大;指数曲线-GM(1,1)组合预测模型具有较高的预测精度及稳定可靠性,能够用于过渡段差异沉降量预测;监测系统具有长期、实时、自动采集与自动传输数据的功能,测量精度高,可用于毫米级沉降及沿线路纵向的差异沉降监测。 展开更多
关键词 重载铁路路基 路桥过渡段 差异沉降 沉降监测 沉降预测
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重载铁路道砟旋转压实特性及参数优化试验研究 被引量：5
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作者 王萌 肖源杰 +4 位作者 卢小永 畅振兴 陈晓斌 古牧 叶新宇 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2503-2515,共13页
级配较为均匀的道砟颗粒的压实质量对重载铁路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材料的室内外压实质量。针对道砟的室内压实特性,在重载铁路特级道砟规范级配范围内选取3种不同的... 级配较为均匀的道砟颗粒的压实质量对重载铁路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材料的室内外压实质量。针对道砟的室内压实特性,在重载铁路特级道砟规范级配范围内选取3种不同的代表性级配以及其他3种不同堆积类型的级配碎石级配,分别在不同的含水率和压力水平下开展室内击实和旋转压实试验,评价不同级配、含水率、旋转压实压力和旋转次数等因素对道砟材料压实效果和特性的影响。研究结果表明:旋转压实过程可分为初始压密、旋转压密和稳定3个阶段,级配类型对于旋转压实阶段划分的影响较大,粗颗粒含量越多旋转压密阶段越长;缩放道砟级配的最优旋转压实参数为:含水率1.5%,压强800 kPa和旋转压实61次;旋转压实压强的增大和粗颗粒含量的增多均会导致试样颗粒破碎率增大。研究成果可为重载铁路道砟材料的密实和现场捣固作业提供参考。 展开更多
关键词 旋转压实 缩放道砟 压实特性
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