风沙铁路道床多尺度模型建立及力学特性分析

• 作者: 张智海 肖宏 崔旭浩 闫东伟
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 风沙铁路 有砟道床 离散单元法 接触力 累积变形
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 能源工程? 交通运输工程
• 页码范围: 635-647
• 页数: 13页
• 分类号: U213.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.02.032

摘要

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.