摘要：为了降低道床维护成本并且延长道床使用周期,准确探究道砟形态特征对破碎的影响具有重要意义。尺寸、棱角、纹理都是道砟重要的形态特征,对道床的力学性能具有显著影响,利用摄影测量技术采集了道砟的二维图像,并结合数字图像处理技术得到道砟图像的二值图像。采用扁平长细比、棱角参数等二维指标量化了道砟尺寸和棱角,设计并开展了单个道砟受压破碎的试验。基于分形理论将道砟形态特征与自身破碎两者联系在一起进行了研究,基于Griffith强度理论解释了道砟破碎压力呈现离散性的原因。结果表明:摄影测量技术能够简单快捷、高效可行地获取到道砟颗粒的二维图像,数字图像处理技术是研究道砟尺寸、棱角和纹理的有效手段之一;根据道砟破碎压力结果的拟合曲线可以看出,道砟破碎压力随着道砟扁平长细比增大而减小,道砟破碎压力随着道砟棱角参数增大而增大;在道砟颗粒扁平长细比和棱角参数分别相同的情况下,道砟破碎压力并不一定相同,说明道砟破碎还受到自身粒径的影响。

摘要：道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论,通过分析道砟三轴试验结果,尝试建立了低围压下可以反映颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型。与试验结果对比发现:模型可以较好地反映道砟在低围压下的应力-应变特性;同时,可以对加载过程中颗粒破碎引起的级配演变进行合理的预测。

摘要：有砟道床是铁道线路重要的承载部件。列车不断通过时产生的载荷使其承受着静态和动态应力,道砟之间因不断发生的位移和磨损而发生粉化板结,随着时间推移,会损害有砟道床原始设计性能,导致其难以发挥承载的机能,从而危及轨道稳定性和行车安全。道砟清筛可以恢复有砟道床的承载机能。道砟的清筛最初依赖于人工进行,并在后续的发展过程中逐渐实现机械化,为此目的而设计制造的首台清筛机大约出现于100年前。文章将基于有砟道床的劣化规律和有砟道床清筛的重要性,对道砟清筛机及其发展历程进行介绍。

摘要：研究目的:铁路道砟在列车荷载作用下,易被污染、发生破碎等引起轨枕不均匀沉降、轨道几何线形破坏的不利变化。国外有试验研究表明,采用土工格栅加筋道砟,可以有效改善道砟的破碎、变形等特性。本文旨在分析列车荷载作用下加筋道砟的变形规律及其影响因素。研究结论:(1)道砟内铺设土工格栅,可以控制道床的侧向位移及竖向沉降,且能控制因竖向应力沿纵向的差异而带来的轨道纵向沉降差,筋材最佳铺设位置是底层道砟内;(2)在一定的筋材弹性模量范围内,加筋道砟的侧向位移和竖向沉降均随筋材弹性模量的增大而减小;(3)在土质参数及路基面竖向应力相等时,轨枕顶面竖向沉降还受道床侧向位移影响,在本文的分析工况下,两者呈良好线性相关性;(4)该研究成果可为铁路道砟设计、改造及维修提供参考。

摘要：颗粒形状是影响铁路道砟力学特性的重要因素,考虑颗粒形状是进行真实铁路道砟力学特性数值模拟研究的首要问题。本文基于模式识别技术,开发了一种颗粒提取技术,进而能够从复杂的原始道砟图像中自动识别出道砟轮廓。该技术为道砟颗粒的形状评估奠定了基础。在对道砟颗粒进行统计形状分析的基础上,建立了道砟颗粒的几何形状库。最后,基于所提出的道砟颗粒形状库和离散元方法,对真实形状的道砟颗粒进行了双轴压缩试验,研究了道砟颗粒细长度对其力学特性的影响。

摘要：道砟作为直接承受铁路轨道荷载的材料,需要有较好的表面形态和抗磨耗能力.以新建铁路用一级碎石道砟为研究对象,通过洛杉矶磨耗试验改变道砟的表面形态,利用图像处理软件确定出面积、等效椭圆长轴长度、等效椭圆短轴长度、费雷特最大直径、费雷特最小直径、轴向系数、圆度和Angularity(P)8个表面形态指标;对不同磨耗次数下各评价指标的变化趋势和不同粒径的损失百分比进行分析,进一步结合灰色关联分析理论提出最优评价指标和具体要求.结果表明:各评价指标值都随着磨耗次数的增加逐渐减小,最终趋于稳定状态;16~25 mm与56~63 mm粒径的道砟在洛杉矶磨耗试验中最易被磨耗.结合灰色关联度计算结果,最后确定出Angularity(P)、轴向系数和圆度为道砟表面形态的最优评价指标.

摘要：随着高速铁路建设的快速发展以及既有线路的提速,列车的高速运行引起道砟结构颗粒的碎化、变形导致轨道的不平顺,造成工程病害,成为亟待解决的关键问题。本文对比分析了早期国内外道砟累积变形预测模型和模拟列车重复荷载的试验条件,提出已有预测模型已不适用于当下环境,并且指出还需进一步探讨试验方案的设计;总结了道砟破碎的影响因素以及离散单元法在道砟累积变形和破碎研究中的应用,提出了进一步研究的建议。

摘要：采用大型三轴试验仪器对道砟散体材料进行试验,重点研究不同围压条件下三轴试验力学特性与影响规律。同时基于离散单元法(DEM),采用非破裂不规则颗粒簇,在伺服条件下建立道砟三轴试验散粒体模型,对道砟颗粒在不同围压下进行相关数值三轴模拟,探讨偏应力、体应变、围压、体积应变与轴应变之间的关系,反映道砟基本力学特性。研究结果表明:采用离散单元方法进行数值模拟与室内三轴试验得到的一系列应力-应变规律基本一致,验证了离散单元法在道砟研究中的可行性与可靠性。同时,围压对道砟散体变形、最大偏应力、偏应力比值具有影响,其中随着围压提高道砟变形降低,因此在有砟道床设计和养护维修中,增大道床围压可降低道床沉降与变形。

摘要：如今快速发展的高速和重载铁路对铁路有砟道床的要求愈加严格,同时铁路运输量的日益增加也加重了铁路道床的变形和破坏,所以研究列车荷载作用下铁路有砟道床道砟颗粒的力学特性是非常有必要的。本文运用Minkowskin sum理论发展扩展多面体颗粒单元,建立铁路道砟的颗粒模型,借助离散单元模拟方法进行力学性能的分析,重点在于定性的对道砟颗粒在列车荷载作用下的具体沉降规律及刚度变化进行了模拟分析,这对铁路道床的合理化设计和优化改良方案具有重要的意义。

摘要：铁路设计要求给乘客及货物运输提供经济、安全的交通物流系统。这需要铁路轨道在任何预期的速度和轴力情况下保持水平和竖直方向稳定。虽然板式轨道在新建铁路系统中越来越受欢迎,但是有砟轨道仍然是现存铁路系统中最常见的形式。这次研究旨在利用大型三轴实验学习研究道砟在不同围压和负载情况下的沉降和颗粒破坏情况。实验可以为应力、应变、颗粒物破坏之间关系的研究提供基本数据。此次研究通过一系列在不同围压情况下的单调压缩、循环荷载以及多阶段压缩三轴实验推导出一个经验公式,利用公式推导出的结果与实验结果大致相匹配。