轨枕垫(USP)因其良好的减震性能已广泛应用于铁路轨道结构,现有研究大多集中于USP对轨道结构刚度和振动响应的影响,但对有砟道床横向阻力影响的研究很少。为深入分析USP对道床横向阻力的影响并揭示其作用机理,建立轨枕-USP-有砟道床-路基三维系统的精细化离散元-有限差分(DEM-FDM)耦合数值模型,采用典型重载铁路有砟道床横向阻力现场实测结果对模型进行标定和验证,进而模拟分析不同工况组合下USP对轨枕不同位置处(枕底、枕侧和枕端)的横向阻力、道砟颗粒运动和粒间接触力等宏微观指标的影响机制。研究结果表明:在相同的轨枕横向位移下,相较于无USP的轨枕,带USP的轨枕其枕底道砟颗粒运动范围更大,横向阻力也更大,且横向阻力增加部分主要来源于枕底USP的不平整性;USP刚度越大,道床横向阻力也越大;采用USP可增加枕底的横向剪应力和最大法向接触力,且两者数值均随USP刚度的增大而增大。
谭攀;肖源杰;姜钰;王萌;王小明;张冲冲;TUTUMLUER Erol;
中南大学土木工程学院,湖南长沙410075中南大学土木工程学院,湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学),湖南长沙410075中南大学土木工程学院,湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学),湖南长沙410075 伊利诺伊大学香槟分校,香槟61801,美国
土木建筑
铁路轨道;有砟道床;道砟;轨枕垫;横向阻力;离散元-有限差分耦合
《中南大学学报（自然科学版）》 2024 (002)
P.457-472 / 16
国家自然科学基金资助项目(U1934209,52178443,51878673);中国铁道科学研究院科技研究开发计划重大课题(2020YJ022,2019YJ026);重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学)开放课题(2021JZZ01,2021JZZ02,2022JZZ03)。
10.11817/j.issn.1672-7207.2024.02.002
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