多尺度效应作用下风沙区铁路道床动力响应分析

发布时间：2021-04-11 14:50

　　针对风沙区铁路道床多尺度无黏性颗粒材料分布特征,率先采用"颗粒重叠组构法"快速构建轨枕-道床离散元仿真模型,开展风沙铁路轨枕位移动测试验,分析沙粒侵入对道床动力响应的影响。研究结果表明:风沙道床轨枕位移量小,道床内部最大接触力小;随着侵沙深度的变化,荷载作用阶段道床最大接触力可减少约41.67%,卸载阶段最大接触力可增加约2.817 kN;沿着道床深度方向,道床振动加速度逐渐变小,普通无沙道床振动剧烈;随着沙粒侵入深度的增加,道床顶面应力逐渐减小,而道床底面应力逐渐增大,道床应力趋于均匀化。 

【文章来源】：铁道科学与工程学报. 2020,17(07)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

单个道砟颗粒模型生成

一般而言，组成道砟的颗粒簇的基本圆盘越多，反映道砟颗粒的几何特性越显著，更接近于真实道砟廓形，但随着堆叠圆盘的增多，模型的单位圆盘数量增加，严重影响计算效率，因此在建立道砟颗粒簇批量样本时，将基本圆盘数量控制在31～55之间，来模拟道砟的实际几何形态，如图2所示。1.2 多尺度道床模型的建立

道床在长期的列车荷载作用下，道砟由于受到往复振动冲击作用，颗粒容易发生磨耗和粉化，造成道砟颗粒间的咬合力降低，道床流变性增强以及养护维修作业量增加，因此研究道床振动加速度有助于评价铁路道床使用寿命和预测道床养护维修周期。为较为准确的获得2种道床振动加速度变化规律，在中间轨枕下方不同深度处选择3枚大小形状不同的道砟颗粒进行监测，取平均值进行对比分析，如图9所示。图10是2种道床在4次循环荷载作用下道床0.15 m处振动加速度曲线图。从图10可以看出，普通无沙道床振动幅度明显大于风沙道床。

【参考文献】：
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本文编号：3131453