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列车荷载作用下有砟轨道轨面沉降与路基不均匀沉降间的相关关系付龙龙周顺华薮夯,肖军华—,有砟轨道凭借造价低,养护维修易于施作等优点在我国既有铁路中占有很大比例,广泛分布于各地区,线路纵向地基土厚度及土层性质存在较大差异,加之路堤填料的不均匀性、地下水交替作用及基床病害等问题的存在,铁路路基不均匀沉降不可避免。砟轨道而言,有砟轨道路基表面动应力水平高、均匀性差,且受降水影响大、病害多,路基更易发生不均匀沉降。路基不均匀沉降一方面会引起轨面变形,进而降低行车舒适性和安全性;另一方面会使轨道结构产生变形附加应力,可能导致结构性损坏。同时,近几年城市轨道交通快速发展,越来越多的地铁隧道下穿既有铁路线路,隧道施工引起的路基面变形与轨面变形的相关关系直接影响隧道施工时铁路线路的运营安全及沉降引起轨面沉降规律的研究成为了既有理论意义又有现实意义的课题。目前,对于有砟轨道下沉变形这一课题国内外已进行了一些研究阻,但这些研究中轨道的下沉变形包括路基沉降,难以明确路基沉降对轨道结构的影响。针对路基不均匀沉降与轨面沉降的相关关系研究也多摘要:有砟轨道路基发生不均匀沉降时,在列车荷载作用下,轨面会产生相应的沉降,进而影响列车运行的安全猦=衔所应采取的控制措施。因此,对有砟轨道路基不均匀集中在路桥过渡段‘,上海;暇┕ひ荡笱Ы煌ㄑг海暇性和舒适度。在已有室内试验研究的基础上,采用二维颗粒流方法建立钢轨、轨枕和道砟的离散元模型,分析了路基不均匀沉降及列车荷载变化对轨面沉降的影响。结果表明:在路基不均匀沉降的波长一定时,随着波幅的增大,轨面沉降的波幅先逐渐增大而后稳定,并最终引起轨枕空吊;而轨面沉降的波长基本不受路基沉降波幅变化的影响,并且可按路基沉降波长以。向上扩散至轨面进行简化计算;轨枕未出现空吊时,轨面沉降波长受列车轴重、动荷载大小及频率变化的影响很小,轨面沉降波幅受动荷载频率变化的影响很小,但受动荷载大小和轴重变化的影响显著。关键词:有砟轨道;路基不均匀沉降;轨面沉降;颗粒流;数值模拟中图分类号:.文献标识码:—珿—,琓珻;琋,,振动与冲击.:,甇,猟.,瑃,;。;,瑃琤篵籨;;籲基金项目:国家“备呒际跹芯糠⒄辜苹手钅国家自然科学基金资助项目收稿日期:——修改稿收到日期:第一作者付龙龙男,博士生,
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芯糠椒ㄓ敕桨肷⒃DP图跋腹鄄问甓道一般路段的研究很少。并且由于道砟的散体物理力学特性复杂‘坊痪瘸两刀杂许墓斓拦烀娉两的影响关系难以准确描述¨。邹春华等¨纠通过室内模型试验研究了路基发生给定不均匀沉降条件下、轨面的沉降响应,得出了路基不均匀沉降引起的轨面沉降特性,并建立了轨面沉降的计算方法。但由于实施条件及安全要求的限制,室内试验中轮轨力的大小鉴于现场试验难度大,室内试验可重复性差、试验条件与实际工程差别较大及道砟颗粒具有强离散性的特点,本文在课题组前期室内模型试验研究¨引的基础上,采用颗粒流数值模拟方法,对列车荷载作用下有砟轨道普通路段轨面沉降与路基不均匀沉降的相关关系对于有砟轨道,路基发生不均匀沉降后,道砟会相继下沉,从而减小对轨枕的支撑力,在列车荷载作用下,轨枕和钢轨必然会向下运动至列车荷载和道砟支撑力平衡的位置,轨面沉降由此产生。但是,由于道砟是散体材料,沉降过程中颗粒的重新