道砟非均匀分布对道床力学特性的影响

铁路道床机械清筛作业中,分次回填道砟颗粒会导致道砟分层,出现非均匀分布现象。为了解道砟非均匀分布对道床力学特性的影响,基于离散单元法基本原理,生成有砟道床仿真模型,模拟道砟均匀分布、“上大下小”分层分布、“上小下大”分层分布等3种道床工况,分析3种道床工况在捣固作业和稳定作业中的力学特性变化。结果表明:道砟非均匀分布对道床力学特性产生影响,其中道床密实度特性受道砟分布状态影响较小,而道床垂向刚度和横向阻力特性则受道砟分布状态影响较大。在捣固作业中,道砟“上小下大”分层分布最有利于道床垂向刚度提升。在稳定作业中,道砟“上大下小”分层分布最有利于道床横向阻力提升。道砟颗粒流动则是使得道床垂向刚度和横向阻力提升的重要因素。

离缝修复条件下无砟轨道板温度翘曲变形特征

根据高速铁路无砟轨道离缝修复工艺,基于双线性内聚力模型理论,采用内聚力单元模拟层间粘结界面,建立考虑多界面粘结的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型。计算分析了无砟轨道板在温度梯度-50℃·m^(−1)~+100℃·m^(−1)、温升温降-30℃~+30℃作用下的翘曲变形,结果表明:离缝修复条件下,在计算范围内温度荷载作用时,轨道板翘曲变形模式和最值与正常状态一致,说明离缝修复使无砟轨道板温度翘曲变形得到恢复。

基于改进混合模式内聚力模型的无砟轨道层间损伤分析

为准确预测无砟轨道层间界面损伤行为,以内聚力模型表征界面本构关系,提出更符合Ⅰ型、Ⅱ型断裂模式特征的混合模式内聚力模型基本假定,推导混合模式内聚力模型关键参数表达式,通过反演文献试验验证改进混合模式内聚力模型的正确性。基于改进混合模式内聚力模型,以内聚力单元表征层间界面,分析温度梯度荷载作用下纵连前无砟轨道板与砂浆层层间界面损伤特性。结果表明:改进混合模式内聚力模型能真实反映界面Ⅰ型、Ⅱ型断裂模式特征。在温度梯度荷载作用下,轨道板与砂浆层层间界面损伤萌生于板角位置,主要沿着界面横向扩展,界面出现失效区域的临界荷载为66℃/m。高温季节施工时间对轨道板与砂浆层层间界面损伤发展影响很大,建议在17:00—次日00:00进行砂浆层灌注施工并尽快完成纵连作业。