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随着高速铁路的大范围应用,无砟轨道在列车荷载与水耦合作用下的水致损伤问题备受关注。为研究列车荷载与水耦合作用下无砟轨道层间裂纹扩展现象,运用有限元软件进行无砟轨道层间裂纹扩展分析,开展动荷载与水耦合作用下的混凝土层间裂纹扩展试验。研究结果表明:裂纹尖端疲劳寿命与列车速度呈二次方关系,随列车轴重增加,裂纹尖端疲劳寿命显著降低;裂纹尖端剪应力随裂纹深度增大呈高次方增长;裂纹扩展初期尖端多呈一定弧度,裂纹局部会伴有压溃现象;混凝土层间裂纹沿界面扩展时为折线形,并可能会产生裂纹分叉,最终导致裂纹面掉块现象发生。 相似文献
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双块式无砟轨道在建造初期会出现界面开裂病害现象,该病害的形成与轨道结构内早期湿度场的非均匀分布直接相关.为了分析双块式无砟轨道内湿度扩散机理及湿度场分布规律,建立复杂环境下C RT SⅠ型双块式无砟轨道由施工到运行全过程的湿度场计算模型,考虑双块式无砟轨道的施工顺序,分析环境大气干燥、内部水化自干燥、局部积水浸润历时等... 相似文献
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无砟轨道层间界面是其薄弱环节,雨水侵入会加剧层间损伤.为研究无砟轨道层间离缝内动水压力分布规律,建立无砟轨道层间脱空平面计算模型,分析脱空深度与开口量对脱空区域垂向位移的影响,确定与现场实测接近的脱空深度;并设计无砟轨道层间脱空模拟装置,验证高频荷载作用下该装置的有效性;基于此装置,开展层间离缝动水压力试验,研究荷载频率、离缝开口量对动水压力的影响.结果表明:当荷载频率为25 Hz,幅值为1.1 kN时,层间脱空模拟装置板端最大垂向相对位移与现场测试结果吻合,表明该装置能模拟层间动水;在高频荷载作用下,层间离缝内水压力正负交替变化,动水压力沿离缝深度方向增大,在离缝尖端水压力最大为15.794 kPa;荷载频率从15 Hz提高至25 Hz时,最大动水压力从1.646 kPa增长到15.794 kPa,约增大10倍;开口量从8 mm增加至14 mm时,最大动水压力从8.320 kPa增大到15.794 kPa,约增大2倍. 相似文献
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为研究高速列车轮轨滚动接触疲劳损伤,通过引入应变率效应,获得了轮轨接触作用力的分布,并基于最大周向应力判据,对车轮滚过裂纹过程中裂纹可能的扩展角度进行了统计分析,确定了钢轨表面疲劳裂纹的扩展方向.根据威布尔分布,用可能扩展角度均值作为裂纹扩展方向,获得了裂纹扩展路径.研究结果表明,低速列车钢轨的裂纹扩展为张开型裂纹逐渐变为滑开型裂纹,高速列车的钢轨裂纹扩展基本都是张开型裂纹;高速列车钢轨的裂纹扩展速率快于低速列车钢轨;模拟的裂纹路径与实验测得的裂纹路径吻合,验证了用可能扩展角度的均值作为裂纹扩展方向的合理性. 相似文献
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为研究混凝土-CA砂浆双材料界面端的应力场奇异性,建立混凝土-CA砂浆双材料复合试件轴拉计算模型,并对界面拉应力分布进行分析。基于Bogy特征方程,提出消除混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异性的方法。研究结果表明:混凝土与CA砂浆界面端附近存在应力奇异现象,该应力奇异现象使得界面端点处的应力明显增加。当结合角组合θ1=θ2≤72°时,混凝土-CA砂浆界面端的应力奇异性消失,此时应力场为一定值。研究成果可为精确的双材料界面黏结强度试验提供理论依据。 相似文献
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在雨水丰富和排水不畅的地区,水对无砟轨道层间裂纹扩展的影响比较突出.为研究高速列车作用下无砟轨道裂纹内水压力的分布规律及压力大小的影响因素,基于质量守恒和动量定理,采用控制体积法,导出了裂纹内动水压力分布解析式.应用有限元分析软件ANSYS和CFX,分析了荷载频率、荷载幅值、裂纹深度、裂纹开口量等对动水压力的影响.分析结果表明:沿着裂纹出口的方向,水压力呈减小趋势,其最大值发生在裂纹尖端处;动水压力与荷载频率近似呈二次方关系,与荷载幅值呈线性关系,与裂纹开口量呈一次反比关系.在幅值为10 kN、频率为5 Hz荷载作用下,水压力分布的试验测试结果与理论分析基本一致,两种方法获得的水压力峰值分别为0.177、0.161 kPa. 相似文献
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建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道湿度场计算模型,采用节点耦合法,设计1稳态+3瞬态的4阶段计算流程,按照施工顺序依次对各层构件的早期湿度场进行分析,并分析服役阶段层间积水对CA砂浆层内湿度的影响.结果表明:路基基床的稳态湿度场沿深度呈指数分布;支承层与轨道板的水化自干燥效应主要发生在浇筑后前7 d,而大气湿度的日波动... 相似文献