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基于离散元-有限差分耦合的轨枕垫对有砟道床横向阻力的影响机制 被引量：1
1
作者 谭攀 肖源杰 +4 位作者 姜钰 王萌 王小明 张冲冲 TUTUMLUER Erol 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期457-472,共16页
轨枕垫(USP)因其良好的减震性能已广泛应用于铁路轨道结构,现有研究大多集中于USP对轨道结构刚度和振动响应的影响,但对有砟道床横向阻力影响的研究很少。为深入分析USP对道床横向阻力的影响并揭示其作用机理,建立轨枕-USP-有砟道床-路... 轨枕垫(USP)因其良好的减震性能已广泛应用于铁路轨道结构,现有研究大多集中于USP对轨道结构刚度和振动响应的影响,但对有砟道床横向阻力影响的研究很少。为深入分析USP对道床横向阻力的影响并揭示其作用机理,建立轨枕-USP-有砟道床-路基三维系统的精细化离散元-有限差分(DEM-FDM)耦合数值模型,采用典型重载铁路有砟道床横向阻力现场实测结果对模型进行标定和验证,进而模拟分析不同工况组合下USP对轨枕不同位置处(枕底、枕侧和枕端)的横向阻力、道砟颗粒运动和粒间接触力等宏微观指标的影响机制。研究结果表明:在相同的轨枕横向位移下,相较于无USP的轨枕,带USP的轨枕其枕底道砟颗粒运动范围更大,横向阻力也更大,且横向阻力增加部分主要来源于枕底USP的不平整性;USP刚度越大,道床横向阻力也越大;采用USP可增加枕底的横向剪应力和最大法向接触力,且两者数值均随USP刚度的增大而增大。 展开更多
关键词 铁路轨道 有砟道床 道砟 轨枕垫 横向阻力 离散元-有限差分耦合
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铺设枕下胶垫对有砟道床静动力学性能的影响
2
作者 王森 曹跃华 肖宏 《铁道建筑》 北大核心 2024年第5期52-58,共7页
在一重载铁路重车方向直线段选取长100 m的试验段,铺设枕下胶垫进行现场试验,对比了铺设枕下胶垫道床与普通轨枕道床阻力,并建立枕下胶垫-有砟道床仿真模型,从道砟颗粒运动特性、颗粒间接触力和道床应力水平三个方面探讨枕下胶垫与有砟... 在一重载铁路重车方向直线段选取长100 m的试验段,铺设枕下胶垫进行现场试验,对比了铺设枕下胶垫道床与普通轨枕道床阻力,并建立枕下胶垫-有砟道床仿真模型,从道砟颗粒运动特性、颗粒间接触力和道床应力水平三个方面探讨枕下胶垫与有砟道床的相互作用机理。现场试验结果表明:铺设枕下胶垫道床横向、纵向阻力均略大于普通轨枕道床,且两者均满足TB 10625—2017《重载铁路设计规范》要求;铺设枕下胶垫道床振动加速度平均值比普通轨枕道床减小36.09%。数值模拟结果表明:列车荷载作用下铺设枕下胶垫道床道砟颗粒振动加速度峰值比普通轨枕道床减小10.02%;铺设枕下胶垫可以降低列车峰值荷载对枕下20~35 cm深处道砟颗粒的影响;铺设枕下胶垫道床道砟颗粒平均接触力比普通轨枕道床减小20.19%,接触力分布更均匀;铺设枕下胶垫可减缓轨枕对道床的振动冲击,使道床平均应力减小26.52%。综上所述,铺设枕下胶垫可以明显减少道砟的破碎及粉化。 展开更多
关键词 重载铁路 力学性能 现场试验 数值模拟 枕下胶垫 振动加速度 接触力
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国内外弹性轨枕的研究与应用 被引量：9
3
作者 尤瑞林 刘伟斌 +1 位作者 仇鹏 杜香刚 《铁道建筑》 北大核心 2018年第7期5-8,共4页
铺设弹性轨枕是减少有砟轨道结构道床养护维修工作量的一项重要技术措施,国内外均对此开展了大量研究工作。国内外研究现状的总结分析表明:弹性轨枕对于轨道的刚度均匀化、减少道床应力、减轻道床及下部基础的冲击效应具有一定的效果,... 铺设弹性轨枕是减少有砟轨道结构道床养护维修工作量的一项重要技术措施,国内外均对此开展了大量研究工作。国内外研究现状的总结分析表明:弹性轨枕对于轨道的刚度均匀化、减少道床应力、减轻道床及下部基础的冲击效应具有一定的效果,但铺设弹性轨枕的线路存在轨枕横向阻力降低、钢轨和轨枕振动加速度增大、道床不稳定、线路噪声增加等问题;设计时枕下弹性垫板刚度应与轨道结构的整体受力统一考虑,硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用可能会导致轨枕出现裂纹,软的轨下垫板与硬的枕下弹性垫板组合为较合理的配置方式。总体来看,弹性轨枕对于改善整个轨道结构弹性是有利的,可在下部基础刚度较大的特殊区段使用。 展开更多
关键词 轨道结构 弹性轨枕 枕下弹性垫板 结构特点 现场试验 总结分析
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道砟-软枕垫相互作用的离散元-柔性体耦合分析
4
作者 陈成 林晓东 +2 位作者 罗启天 张磊 芮瑞 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期149-156,169,共9页
随着铁路列车的高速重载化,路桥过渡段的不均匀沉降与道床劣化问题日益严重。通过在轨枕下方铺设轨枕垫,可以有效改善有砟轨道应力分布从而减少轨枕沉降。为探究轨枕垫-道床-路基的力学传递机制,采用离散元-多柔性体动力学耦合方法建立... 随着铁路列车的高速重载化,路桥过渡段的不均匀沉降与道床劣化问题日益严重。通过在轨枕下方铺设轨枕垫,可以有效改善有砟轨道应力分布从而减少轨枕沉降。为探究轨枕垫-道床-路基的力学传递机制,采用离散元-多柔性体动力学耦合方法建立了道砟箱和轨枕垫模型,从细观上分析动荷载下道砟-轨枕垫相互作用。通过建立全尺寸路桥过渡段耦合模型,研究铺设轨枕垫措施的减振效果及效能评价。研究结果表明,铺设轨枕垫后,道床沉降和刚度分别减小了约27.3%和39.7%;柔性轨枕垫增大了轨枕与道砟的接触面积,使道砟颗粒间最大接触力减小了约26%,与试验结果吻合;通过在全尺寸路桥过渡段中铺设轨枕垫,测得过渡路基区的最大沉降减少了约9.2%,桥梁路基区的最大应力减小了约18.3%,且道砟颗粒振动加速度峰值减小了约14.1%。研究证明轨枕垫可有效改善轨枕-道砟界面接触和过渡路基区的应力应变等动态响应,具有良好的防灾减灾效果。 展开更多
关键词 路桥过渡段 有砟轨道 轨枕垫 应力分布 离散元-多柔性体耦合方法
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弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响 被引量：3
5
作者 尤瑞林 许良善 +2 位作者 吉克 钟源明 郭林泉 《铁道建筑》 北大核心 2021年第6期103-106,共4页
建立重载轨道结构有限元模型,分析了列车荷载作用下,不同枕下垫板刚度、不同道床厚度条件下铺设弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响,并与铺设普通轨枕地段进行了对比。结果表明:枕下垫板刚度对有砟轨道结构受力和变形... 建立重载轨道结构有限元模型,分析了列车荷载作用下,不同枕下垫板刚度、不同道床厚度条件下铺设弹性轨枕对重载铁路有砟轨道结构受力及变形特征的影响,并与铺设普通轨枕地段进行了对比。结果表明:枕下垫板刚度对有砟轨道结构受力和变形特征影响较大,随着枕下垫板刚度增大,钢轨的垂向位移逐渐减小,钢轨支点反力、道床垂向位移、道床与基底的垂向应力非线性增大;对于重载铁路,枕下垫板刚度在70~100 kN/mm取值既可控制钢轨垂向位移不超过1.8 mm,又可减轻轨道部件受力、延长道床养护维修周期;道床厚度相同条件下弹性轨枕地段钢轨、道床的垂向位移大于普通轨枕地段,而钢轨支点反力、道床压应力、轨枕弯矩均有所降低,其中钢轨支点反力降低了8.6%,道床最大压应力降低了4.5%,枕中截面负弯矩降低了41.3%。 展开更多
关键词 重载铁路 有砟轨道 合理刚度 计算分析 弹性轨枕 枕下垫板 轨道变形 轨道受力
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