基于离散元方法的有砟轨道道床劣化及轨枕结构优化的研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

目前以客运高速化和货运增重化为特征的现代铁路网已成为我国铁路发展的发展趋势。然而既有有砟轨道路基设计标准低,病害多,抗振和衰减动应力能力差,高速或重载列车通过时必然会增加动应力,使道砟相互作用发生错位,重新排列,磨损破碎以及致密化,导致道床退化现象的发生。而道砟层的恶化,又会导致铁路变形和不均匀沉降,进而影响列车的运行安全甚至导致铁路频繁中断和维护。 因此开展快速重载列车下的道床劣化发展规律和有砟轨道工作性能提升的研究,对减少有砟轨道维护工作盲目性、确保线路运行安全有重要意义。

散体道床从服役伊始,其力学、物理状态就是一个不断劣化的不可逆过程,有道砟粉化、道床脏污、道砟沉降是散体道床状态劣化的三大主要形式。国内外学者针对这三种劣化形式开展了大量的研究工作。S.LoBo-Guerrero进行了循环荷载下道砟劣化的离散元数值模拟,认为道砟颗粒破裂产生的沉降是造成轨枕沉降的主要因素。Indraratna对比分析了劣化道砟与新道砟的物理力学性能差异,发现劣化道砟由于尖角的破裂与消失,相对于新道砟产生了较大的轨枕沉降,并采用三轴试验研究了±工合成材料对増加劣化后散体道床动态稳定性及减少道床累积沉降的效果。McDowell和Lu啲团队在英国诺丁汉大学拥有完备的道砟试验设备,如道砟箱体和动三轴试验设备以及整体道床试验平台,探究了荷载作用下道床强度及变形规律。澳大利亚伍伦贡大学的Indraratna团队[6,1G,12]有道砟箱体试验设备、直剪试验设备和三轴试验设备,如图1-3所示,研究了新型复合材料,如土工布、土工格栅和土工格室等对劣化道砟和脏污道床的固化作用。

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