CRTSⅡ型轨道板/CA砂浆界面内聚力模型研究

轨道板与CA砂浆层间离缝是CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的主要病害之一。为描述轨道板-CA砂浆层间界面本构行为、揭示层间离缝机理,该文提出了一种改进指数型界面内聚力模型,并基于理论分析和试验数据确定了改进模型的参数取值。该模型为含有指数系数的分段函数,可以表征层间界面拉力-位移关系的非线性特征。研究结果表明:改进指数型内聚力模型可以高效计算轨道板-CA砂浆界面内聚强度、损伤萌生时界面相对位移和界面临界断裂能,结果与试验值基本一致;改进指数型模型可以较为准确地模拟轨道板-CA砂浆界面的法向和切向开裂行为。

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构层间界面损伤演化研究

为更准确模拟CRTSⅡ型轨道板与CA砂浆层间界面损伤行为,基于简化指数型内聚力模型表征界面非线性拉力-位移关系,推导混合模式下指数型内聚力模型表达式,并通过相关试验数据验证模型的正确性。基于提出的混合模式指数型内聚力模型,建立考虑层间和板间损伤的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型。考虑窄接缝完全损伤病害,分析层间离缝长度、整体温升和正温度梯度对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构上拱变形、接缝应力和界面损伤的影响规律。研究结果表明:提出的混合模式指数型内聚力模型可以准确模拟界面Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ+Ⅱ混合型断裂行为;窄接缝完全损伤后,在正温度作用下轨道板间接缝处的上拱变形最大,且界面损伤以接缝为中心向两边扩展并逐渐减小;接缝压应力随整体温升和正温度梯度的增加线性增大;当离缝长度为10个扣件间距,在整体温升40℃作用下界面会产生开裂;考虑夏季高温天气,为防止轨道板上拱变形过大,层间离缝长度应控制在5个扣件间距以内。