道砟膠固化道床的力學(xué)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-23 22:18
道砟膠固化道床是采用道砟粘結(jié)技術(shù)將散體道砟顆粒粘結(jié)在一起,從而形成的一種較為穩(wěn)定的新型道床形式。道砟膠固化道床可增強(qiáng)軌道穩(wěn)定性,具有廣泛的發(fā)展前景。但因其道床形式新穎,研究起步較晚,導(dǎo)致對(duì)其研究尚未完善。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中多采用傳統(tǒng)的全斷面式粘結(jié),出現(xiàn)粘結(jié)區(qū)域過(guò)大,固化后無(wú)法進(jìn)行后期維護(hù)及損壞后拆除困難等問題。本文針對(duì)道砟膠固化道床的應(yīng)用特點(diǎn),探究了粘結(jié)區(qū)域、道砟膠使用配比、道砟顆粒級(jí)配等對(duì)道砟膠固化道床的力學(xué)特性的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)針對(duì)道砟膠固化道床采用離散元法對(duì)其進(jìn)行研究探索,利用EDEM離散元仿真計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行仿真模擬計(jì)算。因道砟膠固化道床由散體道砟顆粒堆積粘結(jié)而成,道砟顆粒的外部輪廓形狀對(duì)其粘結(jié)效果起到一定影響。本文采用三視圖立體重建的方法對(duì)道砟顆粒的幾何形狀進(jìn)行基礎(chǔ)重建,得到了較為真實(shí)的道砟顆粒結(jié)構(gòu)。并據(jù)國(guó)家《鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,在EDEM離散元仿真計(jì)算平臺(tái)中通過(guò)粘結(jié)模型建立起完整的道砟膠固化道床模型。(2)為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和真實(shí)性,進(jìn)行了道砟粘結(jié)實(shí)驗(yàn),對(duì)粘結(jié)道砟進(jìn)行了垂向剛度測(cè)試,并與相同條件下的仿真試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了仿真模型的真實(shí)性和可行性...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
我國(guó)中長(zhǎng)期高速鐵路規(guī)劃圖
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2完善的鐵路運(yùn)行網(wǎng)絡(luò),不僅縮短了人們之間的距離,同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)家之間文化、經(jīng)濟(jì)、科技等各方面的交流,使得國(guó)家之間形成命運(yùn)的共同體,成就了共同繁榮的良好景象。鐵路軌道主要由鋼軌、扣件、軌枕、道床及下部基礎(chǔ)組成[6]。如圖1.2所示。鋼軌主要起到支承和引導(dǎo)機(jī)車車輛的車輪、承受車輪傳來(lái)的力并傳遞到軌枕上和為車輪滾動(dòng)提供連續(xù)、平順和阻力最小的表面的作用;扣件主要起到中間連接,將鋼軌固定在軌枕上,阻止鋼軌相對(duì)于軌枕發(fā)生縱向移動(dòng)的作用;軌枕主要起到承受來(lái)自鋼軌的各項(xiàng)壓力,并且均勻地傳布于道床、有效地保持軌道的幾何形位的作用;道床主要起到承受來(lái)自軌枕的壓力并均勻地傳遞到路基面上、提供軌道的縱橫向阻力,保持軌道的穩(wěn)定性、緩解機(jī)車對(duì)鋼軌的沖擊的作用。軌道道床是其中最重要的部分,是軌道的基礎(chǔ),也是軌道平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。所以對(duì)于道床,還要求具備一定的排水性、高彈性和便于維修的特性。圖1.2軌道的基本組成Fig.1.2BasicCompositionofOrbits鐵路軌道按照軌下基礎(chǔ)的不同,大致可以被分為兩種。分別是有砟鐵路軌道和無(wú)砟鐵路軌道。其主要區(qū)別就在于兩種軌道形式的軌下道床結(jié)構(gòu)組成不同[7]。如圖1.3所示,有砟軌道的軌下道床結(jié)構(gòu)形式是由散體的道砟顆粒堆砌而成,無(wú)砟軌道的軌下道床結(jié)構(gòu)形式是由剛體組成。其中,無(wú)砟軌道形式是主要應(yīng)用于高速鐵路,是一種由混凝土、瀝青混合料等形成的整體作為剛性道床所組成的軌道形式,最早在上世紀(jì)60年代初期開始在歐洲出現(xiàn)。無(wú)砟軌道形式由于道床由剛性道床軌枕鋼軌扣件雙頭夾板螺栓
卻?蕁M?保?許墓?道還具有良好的排水性能。在造價(jià)成本方面,有砟軌道相對(duì)于無(wú)砟軌道的成本較低,日常維護(hù)體系較為完善和便捷。但是,由于散體道床具有散體的不可控性,穩(wěn)定性差,同時(shí)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)以及向高速和重載方向的發(fā)展,道床沉降明顯,道砟粉化飛濺嚴(yán)重,難以保持良好的幾何形態(tài)和軌道的穩(wěn)定性[9]。所以針對(duì)這兩種不同的軌道結(jié)構(gòu)形式及其自身特點(diǎn)各個(gè)國(guó)家對(duì)其的應(yīng)用也各不相同。中國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家的高速鐵路大多采用無(wú)砟軌道形式。日本、英國(guó)、比利時(shí)等國(guó)家的高速鐵路線路大多采用有砟軌道形式。圖1.3有砟和無(wú)砟軌道對(duì)比圖Fig.1.3ContrastChartofBallastedandBallastlessTracks雖說(shuō)我國(guó)在250km/h以上的新建高速鐵路中,基本采用無(wú)砟軌道形式,但有砟軌道形式仍然是不可取代的,在過(guò)渡段以及路基較薄弱地段,我國(guó)采用有砟軌道。同時(shí),我國(guó)有砟軌道形式仍然占據(jù)較大的比例。隨著高速鐵路建設(shè)的發(fā)展,有砟軌道無(wú)砟軌道
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]道砟膠分段固化道床動(dòng)力性能測(cè)試與分析[J]. 亓偉,劉玉濤,李成輝. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]高速鐵路膠粘道砟固化道床的動(dòng)力學(xué)特性[J]. 何斌,肖宏. 鐵道建筑. 2018(02)
[3]鐵路道砟破碎特性的離散元分析[J]. 嚴(yán)穎,趙春發(fā),李勇俊,季順迎. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]膠粘道床橫向阻力特性試驗(yàn)和離散元分析[J]. 肖宏,令行. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]聚氨酯固化道床技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 韓自力,郄錄朝,王紅,許永賢. 中國(guó)鐵路. 2017(05)
[6]道砟級(jí)配的分形方法及對(duì)道床剪切性能影響[J]. 徐旸,高亮,王紅,楊國(guó)濤,趙云哲. 鐵道學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]Discrete element method analysis of lateral resistance of fouled ballast bed[J]. 徐旸,高亮,張艷榮,尹輝,蔡小培. Journal of Central South University. 2016(09)
[8]聚氨酯在鐵路道砟粘結(jié)技術(shù)中的應(yīng)用綜述[J]. 朱永見. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2016(10)
[9]基于顆粒真實(shí)幾何形狀的鐵路道砟剪切過(guò)程三維離散元分析[J]. 邊學(xué)成,李偉,李公羽,Erol Tutumluer. 工程力學(xué). 2015(05)
[10]表觀密度對(duì)聚氨酯泡沫固化材料力學(xué)性能的影響[J]. 鄭新國(guó),李書明,曾志,翁智財(cái),劉競(jìng),楊德軍,謝永江,李林香. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2015(03)
碩士論文
[1]聚氨酯固化道床力學(xué)特性試驗(yàn)與數(shù)值分析[D]. 賈文利.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于離散單元法的碎石道砟力學(xué)特性研究[D]. 劉力.北京交通大學(xué) 2015
[3]基于三維模型重建的鐵路道砟幾何特征研究[D]. 李公羽.浙江大學(xué) 2015
[4]基于離散元法的高速鐵路有砟道床力學(xué)特性研究[D]. 羅奇.北京交通大學(xué) 2014
[5]聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究[D]. 蔣函珂.北京交通大學(xué) 2015
[6]高速鐵路道砟膠固化道床軌道過(guò)渡段力學(xué)特性研究[D]. 胡飛.北京交通大學(xué) 2013
[7]有砟—無(wú)砟軌道過(guò)渡段剛度過(guò)渡形式的研究[D]. 劉偉.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):2934429
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
我國(guó)中長(zhǎng)期高速鐵路規(guī)劃圖
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2完善的鐵路運(yùn)行網(wǎng)絡(luò),不僅縮短了人們之間的距離,同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)家之間文化、經(jīng)濟(jì)、科技等各方面的交流,使得國(guó)家之間形成命運(yùn)的共同體,成就了共同繁榮的良好景象。鐵路軌道主要由鋼軌、扣件、軌枕、道床及下部基礎(chǔ)組成[6]。如圖1.2所示。鋼軌主要起到支承和引導(dǎo)機(jī)車車輛的車輪、承受車輪傳來(lái)的力并傳遞到軌枕上和為車輪滾動(dòng)提供連續(xù)、平順和阻力最小的表面的作用;扣件主要起到中間連接,將鋼軌固定在軌枕上,阻止鋼軌相對(duì)于軌枕發(fā)生縱向移動(dòng)的作用;軌枕主要起到承受來(lái)自鋼軌的各項(xiàng)壓力,并且均勻地傳布于道床、有效地保持軌道的幾何形位的作用;道床主要起到承受來(lái)自軌枕的壓力并均勻地傳遞到路基面上、提供軌道的縱橫向阻力,保持軌道的穩(wěn)定性、緩解機(jī)車對(duì)鋼軌的沖擊的作用。軌道道床是其中最重要的部分,是軌道的基礎(chǔ),也是軌道平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。所以對(duì)于道床,還要求具備一定的排水性、高彈性和便于維修的特性。圖1.2軌道的基本組成Fig.1.2BasicCompositionofOrbits鐵路軌道按照軌下基礎(chǔ)的不同,大致可以被分為兩種。分別是有砟鐵路軌道和無(wú)砟鐵路軌道。其主要區(qū)別就在于兩種軌道形式的軌下道床結(jié)構(gòu)組成不同[7]。如圖1.3所示,有砟軌道的軌下道床結(jié)構(gòu)形式是由散體的道砟顆粒堆砌而成,無(wú)砟軌道的軌下道床結(jié)構(gòu)形式是由剛體組成。其中,無(wú)砟軌道形式是主要應(yīng)用于高速鐵路,是一種由混凝土、瀝青混合料等形成的整體作為剛性道床所組成的軌道形式,最早在上世紀(jì)60年代初期開始在歐洲出現(xiàn)。無(wú)砟軌道形式由于道床由剛性道床軌枕鋼軌扣件雙頭夾板螺栓
卻?蕁M?保?許墓?道還具有良好的排水性能。在造價(jià)成本方面,有砟軌道相對(duì)于無(wú)砟軌道的成本較低,日常維護(hù)體系較為完善和便捷。但是,由于散體道床具有散體的不可控性,穩(wěn)定性差,同時(shí)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)以及向高速和重載方向的發(fā)展,道床沉降明顯,道砟粉化飛濺嚴(yán)重,難以保持良好的幾何形態(tài)和軌道的穩(wěn)定性[9]。所以針對(duì)這兩種不同的軌道結(jié)構(gòu)形式及其自身特點(diǎn)各個(gè)國(guó)家對(duì)其的應(yīng)用也各不相同。中國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家的高速鐵路大多采用無(wú)砟軌道形式。日本、英國(guó)、比利時(shí)等國(guó)家的高速鐵路線路大多采用有砟軌道形式。圖1.3有砟和無(wú)砟軌道對(duì)比圖Fig.1.3ContrastChartofBallastedandBallastlessTracks雖說(shuō)我國(guó)在250km/h以上的新建高速鐵路中,基本采用無(wú)砟軌道形式,但有砟軌道形式仍然是不可取代的,在過(guò)渡段以及路基較薄弱地段,我國(guó)采用有砟軌道。同時(shí),我國(guó)有砟軌道形式仍然占據(jù)較大的比例。隨著高速鐵路建設(shè)的發(fā)展,有砟軌道無(wú)砟軌道
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]道砟膠分段固化道床動(dòng)力性能測(cè)試與分析[J]. 亓偉,劉玉濤,李成輝. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]高速鐵路膠粘道砟固化道床的動(dòng)力學(xué)特性[J]. 何斌,肖宏. 鐵道建筑. 2018(02)
[3]鐵路道砟破碎特性的離散元分析[J]. 嚴(yán)穎,趙春發(fā),李勇俊,季順迎. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]膠粘道床橫向阻力特性試驗(yàn)和離散元分析[J]. 肖宏,令行. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]聚氨酯固化道床技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 韓自力,郄錄朝,王紅,許永賢. 中國(guó)鐵路. 2017(05)
[6]道砟級(jí)配的分形方法及對(duì)道床剪切性能影響[J]. 徐旸,高亮,王紅,楊國(guó)濤,趙云哲. 鐵道學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]Discrete element method analysis of lateral resistance of fouled ballast bed[J]. 徐旸,高亮,張艷榮,尹輝,蔡小培. Journal of Central South University. 2016(09)
[8]聚氨酯在鐵路道砟粘結(jié)技術(shù)中的應(yīng)用綜述[J]. 朱永見. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2016(10)
[9]基于顆粒真實(shí)幾何形狀的鐵路道砟剪切過(guò)程三維離散元分析[J]. 邊學(xué)成,李偉,李公羽,Erol Tutumluer. 工程力學(xué). 2015(05)
[10]表觀密度對(duì)聚氨酯泡沫固化材料力學(xué)性能的影響[J]. 鄭新國(guó),李書明,曾志,翁智財(cái),劉競(jìng),楊德軍,謝永江,李林香. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2015(03)
碩士論文
[1]聚氨酯固化道床力學(xué)特性試驗(yàn)與數(shù)值分析[D]. 賈文利.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于離散單元法的碎石道砟力學(xué)特性研究[D]. 劉力.北京交通大學(xué) 2015
[3]基于三維模型重建的鐵路道砟幾何特征研究[D]. 李公羽.浙江大學(xué) 2015
[4]基于離散元法的高速鐵路有砟道床力學(xué)特性研究[D]. 羅奇.北京交通大學(xué) 2014
[5]聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究[D]. 蔣函珂.北京交通大學(xué) 2015
[6]高速鐵路道砟膠固化道床軌道過(guò)渡段力學(xué)特性研究[D]. 胡飛.北京交通大學(xué) 2013
[7]有砟—無(wú)砟軌道過(guò)渡段剛度過(guò)渡形式的研究[D]. 劉偉.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):2934429
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