风沙铁路道床多尺度模型建立及力学特性分析

为了研究沙粒侵入对有砟道床宏细观力学特性的影响,采用离散单元法构建风沙铁路钢轨-轨枕-道床一体化分析模型,提出利用"块体叠加拼装法"快速建立多元混合颗粒体系的建模方法,运用玫瑰图分析道床中道砟颗粒体系接触方向各向异性变化规律,开展风沙铁路道床支承刚度试验,验证离散元模型的正确性。在此基础上,对2种道床的宏细观力学特性进行分析。研究结果表明:道床沙化改变了原有道床的受力体系,使道床受力更加均匀;风沙道床支承刚度增大约48.95%,道砟平均接触力减小约6.38%;沙粒的侵入使道床内部道砟接触方向呈现各向异性,且随着轨枕位移的增大,道砟接触方向各向异性受沙粒的影响越显著;沙粒作用使道床顶部应力减小4.2%,底部应力增大26.78%,可能导致基础顶面应力变大;在循环荷载作用下,沙粒的侵入使道砟颗粒之间的咬合作用减弱,道床累积沉降量明显增大,循环软化行为更强。

强风区铁路风沙防治工程最大输沙量与携沙风荷载计算方法

针对强风区铁路风沙流灾害防治工程,开展最大输沙量和强风携沙风荷载2个最关键工程计算问题的研究。结合现场踏勘资料与测试数据,分析风向、风力和持续时间3个影响因素对最大输沙量矢量合成与计算的控制影响,基于优势强风流理论,归纳给出信风型、季风型和对流型3种典型工程风型的输沙量计算方法,并且为准确采集沙样数据,专门设计出能随主风向自动转动的野外自动风导向积沙仪。基于现场测试数据,根据相似准则与量纲和谐原理,推导强风区携沙风单位体积沙砾颗粒流体平均飞跃速度计算公式,用于强风区携沙风冲击荷载计算,计算结果符合工程实际,满足工程计算要求。

铁路风沙害工程控制措施防护效益研究

通过对集二铁路沿线风沙害严重路段所布设的各种风沙害工程控制措施的野外观测试验,从控制措施对近地表风速的影响、不同措施的阻积沙效益以及保水效果等方面对各种风沙害控制措施的效益和适用性进行了分析和讨论。研究表明:几种措施的减速效果依次为砖墙>轨枕>荆笆>树枝;直立型控制措施障后防护距离约为其高度的5～10倍,控制措施保水能力大小依次为粘土>原始>荆笆>轨枕>树枝>草方格。

措那湖风景区铁路沿线风沙、雪害综合治理施工技术

结合措那湖风景区铁路沿线风沙、雪害治理的施工实践,阐明了高原铁路建设中风沙、雪害的主要危害特性及风沙移动规律,提出了高原风景区铁路风沙、雪害治理的综合技术方案,且详细论述了该方案的具体工程措施、施工方法与注意事项,并对高原风沙地区道路建设中的风沙、雪害治理提出建议。

西北沙区铁路风沙口防沙模式——以敦(煌)—格(尔木)铁路为例

我国沙区铁路线长,风沙危害是影响铁路安全运行的一个重要因素,尤其是铁路风沙口。铁路风沙口历来是铁路沙害防治的重点和难点。本文以敦(煌)-格(尔木)线为例,通过全线路防沙措施、防沙效果等的调查探讨了沙区铁路风沙口的防沙问题,结果表明:1)在降水量<180 mm且无灌溉条件的干旱沙区,尤其是降水量<50 mm的极端干旱区且不具备人工灌溉的条件下,铁路风沙口不宜采用多带一体防沙模式,而应选用高架桥防沙模式或棚洞防沙模式,即当周围沙丘高大时可采用高架桥防沙模式让流沙从高架桥下通过,当周围沙源丰富且地势开阔时可采用棚洞防沙模式让流沙从铁路上面通过。棚洞防沙模式可采用玻璃钢材料进一步改进为半透明式。2)高架桥防沙模式和棚洞防沙模式虽然造价昂贵,但却是干旱沙区尤其是极端干旱区铁路风沙口较理想的防沙模式。3)对于轻度沙害路段可采用沙障、挡沙墙等措施防沙。

浅谈铁路风沙路基防护措施

了解铁路风沙路基的成因,从风沙的运动规律及对铁路路基的危害类型出发,详细介绍铁路风沙路基设计方法及风沙防护措施,最大限度地改善风沙地区铁路运营环境及沿线生态环境。

风沙地区铁路地质选线原则及工程地质勘察要点

通过对赤大白铁路、锡乌铁路、集通铁路、通霍铁路等铁路工程实地勘测工作以及设计回访,阐述了风沙地区铁路工程地质选线原则,归纳了风沙地区铁路工程地质勘察的主要内容及方法,针对风沙地区不良地质现象进行了工程地质条件评价,以避免地质灾害的发生。

铁路风沙路基施工及防护技术

为保证铁路在特殊路段的运行质量,在风沙段的铁路施工中要特别注意相关防护措施,下面文章就铁路风沙路基施工进行分析,并提出相关的防护措施,希望能保证铁路风沙路基施工质量。

基于数值试验的风沙区散体道床内尺度比研究

为研究沙粒粒径对道床宏细观力学特性的影响,引入量纲一参数内尺度比表征道床内部颗粒的粒径,设计8种不同沙粒粒径的风沙区铁路钢轨-轨枕-道床的一体化数值试验,借助Logistic相关性分析模型建立内尺度比与道床力学特性之间的联系;开展现场轮轨力及位移试验,标定离散元模型的微观参数,验证模型的正确性。在此基础上,系统分析沙粒粒径对离散元模型计算效率、道床内部细观接触特性及轨道结构宏观动位移的影响。研究结果表明:当道床中颗粒内尺度比大于57.52时,计算时间急剧增加,计算效率低;随着内尺度比不断增大,道床内部颗粒法向接触力和切向接触力的强力键分布面积逐渐减小,且沙粒粒径对法向接触力的影响更明显;随着沙粒粒径减小,颗粒水平位移概率密度峰值逐渐减小,垂向位移概率密度峰值向正位移方向移动;道砟颗粒平均配位数与内尺度比呈正相关,随着内尺度比增大,道砟颗粒的平均配位数逐渐增大,但配位数曲线斜率逐渐减小;轨枕平均动位移与内尺度比呈负相关,随着内尺度比增大,轨枕平均动位移过渡到收敛区,沙粒粒径影响减弱,根据Logistic模型预测结果可知真实沙粒作用下轨枕动位移平均值不超过0.302 mm。综合研究表明,风沙道床存在内尺度比,多尺度效应显著,需在风沙铁路道床建模过程中重点关注。

沙坡头铁路防护体系阻沙效益风洞实验研究

利用野外风洞 ,对沙坡头铁路风沙防护体系各组成要素的阻沙率和流沙的输沙率进行了模拟实验研究。在同一风速下 ,分别测定了野外、风洞同一项目对应的风速梯度 ,确定了风洞实验数据与野外实测数据的转换系数 ,实现了数据转换。在此基础上 ,分析了防护体系各要素阻沙效益。以输沙率、阻沙率概念为基础 ,确立了风沙防护体系宽度计算公式。根据风洞实验转换数据 ,计算了不同风速下的防护宽度。研究结果对于我国荒漠区铁路、公路风沙防护体系的设计 ,具有一定的借鉴意义。