级配碎石基层填料回弹模量特性及预估模型研究

采用基于颗粒堆积理论提出的石砂比设计不同的透水性级配以及用于对比的常规骨架密实型级配,通过控制剪应力比设计不同水平的围压和循环偏应力组合,开展不同应力路径下的重复加载三轴试验,研究级配和应力状态共同影响下级配碎石基层填料回弹模量的变化规律;针对60组室内重复加载三轴试验数据,对比分析14种回弹模量预估模型的预测效果,进而提出可同时考虑级配和应力状态影响的回弹模量预估模型,并验证模型的准确性。研究结果表明:同时考虑级配和应力状态影响的回弹模量预估模型的准确性较高,对级配碎石基层填料回弹模量的预测精度更高,可为透水性基床级配碎石填料的高效利用和可持续推广提供理论依据和技术参考。

路基不均匀沉降下列车-有砟轨道-路基三维耦合系统动力响应分析

基于多体动力学与有限单元法建立列车-有砟轨道-路基三维耦合系统精细化数值模型,并提出一种新的迭代方法,将路基余弦型不均匀沉降作为位移边界条件,通过判断轨道结构与路基结构间的接触状态,研究路基不均匀沉降和列车荷载共同作用下的轨道结构伴随性变形,计算列车动力响应、轮轨接触力和轨枕与道砟间的接触力等,进而模拟分析不同波长和幅值的不均匀沉降对上述动力响应和轨枕空吊等病害的影响,揭示路基不均匀沉降与钢轨变形之间的映射关系。研究结果表明:轨道结构伴随性变形随路基沉降幅值的增大而增大,且在一定沉降范围内引发轨枕空吊等病害;耦合系统结构动力响应随路基沉降幅值的增大而增大;随沉降波长增大,轮重减载率和轮轨力减小,而车体竖向加速度呈现先增大后减小的变化趋势,并存在10 m左右的敏感波长使得车体竖向加速度最大;路基不均匀沉降可加剧轨枕和有砟道床间的相互作用,进而加剧沉降发展。

重载铁路道砟旋转压实特性及参数优化试验研究

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。