道砟胶固化道床的力学特性研究
发布时间：2020-12-23 22:18
道砟胶固化道床是采用道砟粘结技术将散体道砟颗粒粘结在一起,从而形成的一种较为稳定的新型道床形式。道砟胶固化道床可增强轨道稳定性,具有广泛的发展前景。但因其道床形式新颖,研究起步较晚,导致对其研究尚未完善。在实际应用的过程中多采用传统的全断面式粘结,出现粘结区域过大,固化后无法进行后期维护及损坏后拆除困难等问题。本文针对道砟胶固化道床的应用特点,探究了粘结区域、道砟胶使用配比、道砟颗粒级配等对道砟胶固化道床的力学特性的影响。主要研究内容包括:（1）针对道砟胶固化道床采用离散元法对其进行研究探索,利用EDEM离散元仿真计算平台进行仿真模拟计算。因道砟胶固化道床由散体道砟颗粒堆积粘结而成,道砟颗粒的外部轮廓形状对其粘结效果起到一定影响。本文采用三视图立体重建的方法对道砟颗粒的几何形状进行基础重建,得到了较为真实的道砟颗粒结构。并据国家《铁路轨道设计规范》中的相关规定,在EDEM离散元仿真计算平台中通过粘结模型建立起完整的道砟胶固化道床模型。（2）为了验证模型的准确性和真实性,进行了道砟粘结实验,对粘结道砟进行了垂向刚度测试,并与相同条件下的仿真试验进行对比分析,验证了仿真模型的真实性和可行性...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国中长期高速铁路规划图
昆明理工大学硕士学位论文2完善的铁路运行网络，不仅缩短了人们之间的距离，同时也促进了国家之间文化、经济、科技等各方面的交流，使得国家之间形成命运的共同体，成就了共同繁荣的良好景象。铁路轨道主要由钢轨、扣件、轨枕、道床及下部基础组成[6]。如图1.2所示。钢轨主要起到支承和引导机车车辆的车轮、承受车轮传来的力并传递到轨枕上和为车轮滚动提供连续、平顺和阻力最小的表面的作用；扣件主要起到中间连接，将钢轨固定在轨枕上，阻止钢轨相对于轨枕发生纵向移动的作用；轨枕主要起到承受来自钢轨的各项压力，并且均匀地传布于道床、有效地保持轨道的几何形位的作用；道床主要起到承受来自轨枕的压力并均匀地传递到路基面上、提供轨道的纵横向阻力，保持轨道的稳定性、缓解机车对钢轨的冲击的作用。轨道道床是其中最重要的部分，是轨道的基础，也是轨道平稳运行的基础和保障。所以对于道床，还要求具备一定的排水性、高弹性和便于维修的特性。图1.2轨道的基本组成Fig.1.2BasicCompositionofOrbits铁路轨道按照轨下基础的不同，大致可以被分为两种。分别是有砟铁路轨道和无砟铁路轨道。其主要区别就在于两种轨道形式的轨下道床结构组成不同[7]。如图1.3所示，有砟轨道的轨下道床结构形式是由散体的道砟颗粒堆砌而成，无砟轨道的轨下道床结构形式是由刚体组成。其中，无砟轨道形式是主要应用于高速铁路，是一种由混凝土、沥青混合料等形成的整体作为刚性道床所组成的轨道形式，最早在上世纪60年代初期开始在欧洲出现。无砟轨道形式由于道床由刚性道床轨枕钢轨扣件双头夹板螺栓
却?荨Ｍ?保?许墓?道还具有良好的排水性能。在造价成本方面，有砟轨道相对于无砟轨道的成本较低，日常维护体系较为完善和便捷。但是，由于散体道床具有散体的不可控性，稳定性差，同时随着运行时间的延长以及向高速和重载方向的发展，道床沉降明显，道砟粉化飞溅严重，难以保持良好的几何形态和轨道的稳定性[9]。所以针对这两种不同的轨道结构形式及其自身特点各个国家对其的应用也各不相同。中国、德国、法国等国家的高速铁路大多采用无砟轨道形式。日本、英国、比利时等国家的高速铁路线路大多采用有砟轨道形式。图1.3有砟和无砟轨道对比图Fig.1.3ContrastChartofBallastedandBallastlessTracks虽说我国在250km/h以上的新建高速铁路中，基本采用无砟轨道形式，但有砟轨道形式仍然是不可取代的，在过渡段以及路基较薄弱地段，我国采用有砟轨道。同时，我国有砟轨道形式仍然占据较大的比例。随着高速铁路建设的发展，有砟轨道无砟轨道
【参考文献】：
期刊论文
[1]道砟胶分段固化道床动力性能测试与分析[J]. 亓伟,刘玉涛,李成辉. 中南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]高速铁路胶粘道砟固化道床的动力学特性[J]. 何斌,肖宏. 铁道建筑. 2018(02)
[3]铁路道砟破碎特性的离散元分析[J]. 严颖,赵春发,李勇俊,季顺迎. 计算力学学报. 2017(05)
[4]胶粘道床横向阻力特性试验和离散元分析[J]. 肖宏,令行. 西南交通大学学报. 2017(06)
[5]聚氨酯固化道床技术研究与应用[J]. 韩自力,郄录朝,王红,许永贤. 中国铁路. 2017(05)
[6]道砟级配的分形方法及对道床剪切性能影响[J]. 徐旸,高亮,王红,杨国涛,赵云哲. 铁道学报. 2016(12)
[7]Discrete element method analysis of lateral resistance of fouled ballast bed[J]. 徐旸,高亮,张艳荣,尹辉,蔡小培. Journal of Central South University. 2016(09)
[8]聚氨酯在铁路道砟粘结技术中的应用综述[J]. 朱永见. 铁道标准设计. 2016(10)
[9]基于颗粒真实几何形状的铁路道砟剪切过程三维离散元分析[J]. 边学成,李伟,李公羽,Erol Tutumluer. 工程力学. 2015(05)
[10]表观密度对聚氨酯泡沫固化材料力学性能的影响[J]. 郑新国,李书明,曾志,翁智财,刘竞,杨德军,谢永江,李林香. 中国铁道科学. 2015(03)
硕士论文
[1]聚氨酯固化道床力学特性试验与数值分析[D]. 贾文利.北京交通大学 2018
[2]基于离散单元法的碎石道砟力学特性研究[D]. 刘力.北京交通大学 2015
[3]基于三维模型重建的铁路道砟几何特征研究[D]. 李公羽.浙江大学 2015
[4]基于离散元法的高速铁路有砟道床力学特性研究[D]. 罗奇.北京交通大学 2014
[5]聚氨酯固化道床结构动力特性研究[D]. 蒋函珂.北京交通大学 2015
[6]高速铁路道砟胶固化道床轨道过渡段力学特性研究[D]. 胡飞.北京交通大学 2013
[7]有砟—无砟轨道过渡段刚度过渡形式的研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2011
本文编号：2934429
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国中长期高速铁路规划图
昆明理工大学硕士学位论文2完善的铁路运行网络，不仅缩短了人们之间的距离，同时也促进了国家之间文化、经济、科技等各方面的交流，使得国家之间形成命运的共同体，成就了共同繁荣的良好景象。铁路轨道主要由钢轨、扣件、轨枕、道床及下部基础组成[6]。如图1.2所示。钢轨主要起到支承和引导机车车辆的车轮、承受车轮传来的力并传递到轨枕上和为车轮滚动提供连续、平顺和阻力最小的表面的作用；扣件主要起到中间连接，将钢轨固定在轨枕上，阻止钢轨相对于轨枕发生纵向移动的作用；轨枕主要起到承受来自钢轨的各项压力，并且均匀地传布于道床、有效地保持轨道的几何形位的作用；道床主要起到承受来自轨枕的压力并均匀地传递到路基面上、提供轨道的纵横向阻力，保持轨道的稳定性、缓解机车对钢轨的冲击的作用。轨道道床是其中最重要的部分，是轨道的基础，也是轨道平稳运行的基础和保障。所以对于道床，还要求具备一定的排水性、高弹性和便于维修的特性。图1.2轨道的基本组成Fig.1.2BasicCompositionofOrbits铁路轨道按照轨下基础的不同，大致可以被分为两种。分别是有砟铁路轨道和无砟铁路轨道。其主要区别就在于两种轨道形式的轨下道床结构组成不同[7]。如图1.3所示，有砟轨道的轨下道床结构形式是由散体的道砟颗粒堆砌而成，无砟轨道的轨下道床结构形式是由刚体组成。其中，无砟轨道形式是主要应用于高速铁路，是一种由混凝土、沥青混合料等形成的整体作为刚性道床所组成的轨道形式，最早在上世纪60年代初期开始在欧洲出现。无砟轨道形式由于道床由刚性道床轨枕钢轨扣件双头夹板螺栓
却?荨Ｍ?保?许墓?道还具有良好的排水性能。在造价成本方面，有砟轨道相对于无砟轨道的成本较低，日常维护体系较为完善和便捷。但是，由于散体道床具有散体的不可控性，稳定性差，同时随着运行时间的延长以及向高速和重载方向的发展，道床沉降明显，道砟粉化飞溅严重，难以保持良好的几何形态和轨道的稳定性[9]。所以针对这两种不同的轨道结构形式及其自身特点各个国家对其的应用也各不相同。中国、德国、法国等国家的高速铁路大多采用无砟轨道形式。日本、英国、比利时等国家的高速铁路线路大多采用有砟轨道形式。图1.3有砟和无砟轨道对比图Fig.1.3ContrastChartofBallastedandBallastlessTracks虽说我国在250km/h以上的新建高速铁路中，基本采用无砟轨道形式，但有砟轨道形式仍然是不可取代的，在过渡段以及路基较薄弱地段，我国采用有砟轨道。同时，我国有砟轨道形式仍然占据较大的比例。随着高速铁路建设的发展，有砟轨道无砟轨道
【参考文献】：
期刊论文
[1]道砟胶分段固化道床动力性能测试与分析[J]. 亓伟,刘玉涛,李成辉. 中南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]高速铁路胶粘道砟固化道床的动力学特性[J]. 何斌,肖宏. 铁道建筑. 2018(02)
[3]铁路道砟破碎特性的离散元分析[J]. 严颖,赵春发,李勇俊,季顺迎. 计算力学学报. 2017(05)
[4]胶粘道床横向阻力特性试验和离散元分析[J]. 肖宏,令行. 西南交通大学学报. 2017(06)
[5]聚氨酯固化道床技术研究与应用[J]. 韩自力,郄录朝,王红,许永贤. 中国铁路. 2017(05)
[6]道砟级配的分形方法及对道床剪切性能影响[J]. 徐旸,高亮,王红,杨国涛,赵云哲. 铁道学报. 2016(12)
[7]Discrete element method analysis of lateral resistance of fouled ballast bed[J]. 徐旸,高亮,张艳荣,尹辉,蔡小培. Journal of Central South University. 2016(09)
[8]聚氨酯在铁路道砟粘结技术中的应用综述[J]. 朱永见. 铁道标准设计. 2016(10)
[9]基于颗粒真实几何形状的铁路道砟剪切过程三维离散元分析[J]. 边学成,李伟,李公羽,Erol Tutumluer. 工程力学. 2015(05)
[10]表观密度对聚氨酯泡沫固化材料力学性能的影响[J]. 郑新国,李书明,曾志,翁智财,刘竞,杨德军,谢永江,李林香. 中国铁道科学. 2015(03)
硕士论文
[1]聚氨酯固化道床力学特性试验与数值分析[D]. 贾文利.北京交通大学 2018
[2]基于离散单元法的碎石道砟力学特性研究[D]. 刘力.北京交通大学 2015
[3]基于三维模型重建的铁路道砟几何特征研究[D]. 李公羽.浙江大学 2015
[4]基于离散元法的高速铁路有砟道床力学特性研究[D]. 罗奇.北京交通大学 2014
[5]聚氨酯固化道床结构动力特性研究[D]. 蒋函珂.北京交通大学 2015
[6]高速铁路道砟胶固化道床轨道过渡段力学特性研究[D]. 胡飞.北京交通大学 2013
[7]有砟—无砟轨道过渡段刚度过渡形式的研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2011
本文编号：2934429
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