《列車荷載與水耦合作用下無砟軌道傷損機理研究》是依託西南交通大學，由楊榮山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：列車荷載與水耦合作用下無砟軌道傷損機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊榮山
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無砟軌道伴隨我國高速鐵路大規模修建得到了廣泛套用，但以裂紋為主要形式的傷損問題也逐步凸顯，特別是雨水對傷損的影響尤為突出，目前國內外對相關問題還缺乏系統研究。本項目擬針對典型無砟軌道傷損中的含水裂紋擴展問題，對高速列車複雜動荷載作用及雨水侵入條件下，混凝土的傷損發展機理進行理論與試驗研究。套用輪軌系統耦合動力學理論，研究高速列車動荷載的幅值及頻率等作用特徵；通過施加模擬列車動荷載，進行傷損混凝土動水壓力試驗和裂紋擴展試驗，研究動水壓力的作用特性及裂紋擴展性態；套用斷裂力學和流固耦合理論，結合混凝土疲勞裂縫擴展計算理論，建立動荷載與水耦合作用下含水傷損混凝土的受力與變形計算理論和方法，研究混凝土結構中裂縫等傷損的發展機理和相關因素的影響特性。研究成果將為進一步豐富和完善混凝土傷損理論提供參考。
結題摘要
無砟軌道伴隨我國高速鐵路大規模修建得到了廣泛的套用，但以裂紋為主要形式的損傷問題也逐步凸顯，特別是雨水豐富和排水不暢地區，對損傷的影響尤為突出。本項目針對典型無砟軌道損傷中的含水裂紋擴展問題，對高速列車複雜動荷載作用及雨水侵入條件下，裂紋的發展機理進行理論與試驗研究。通過現場調研，明確無砟軌道的水病害特徵，並提出無砟軌道水致損傷的關鍵科學問題和計算方法。基於輪軌耦合系統動力學理論，建立列車-無砟軌道耦合動力計算模型。開展輪軌力、軌道結構動力回響現場測試，並結合理論研究成果，明確軌道垂向受力分布特徵。為進一步開展動水壓力及無砟軌道水致損傷提供載入條件。基於質量守恆、動量定理，採用控制體積法導出列車荷載作用下無砟軌道層間裂紋內動水壓力分布解析式。開展層間裂紋內動水壓力模型試驗，驗證理論分析的正確性。開展無砟軌道層間裂紋內動水壓力分析，明確動水壓力產生與變化機理，為裂紋擴展研究提供水壓力邊界條件。開展層間力學性能試驗，獲取界面粘結參數，為評估列車荷載與水耦合作用下的無砟軌道層間裂紋擴展狀態提供判斷依據。以軌道垂向受力特性和動水壓力分布特性研究階段的成果作為列車荷載與水耦合作用下的無砟軌道裂紋擴展的邊界條件，建立列車荷載與水耦合作用下的無砟軌道裂紋擴展預估模型，計算裂紋尖端的應力和應力強度因子。根據層間粘結強度，對高速列車荷載與水耦合作用下的無砟軌道層間裂紋的安全性進行評估，明確無砟軌道的裂紋發展機理，並提出軌道安全預警標準。研究成果將為進一步豐富和完善混凝土損傷理論及無砟軌道的養護維修提供理論依據。
