列车荷载作用下无砟轨道层间裂缝内水压力分布
2016-04-10曹世豪杨荣山刘学毅
中国铁道科学 2016年3期
曹世豪,杨荣山,刘学毅,谢 露,栗 行
(西南交通大学 高速铁路线路工程教育部重点实验室,四川 成都 610031)
无砟轨道以其高平顺、高稳定和少维修的特点成为高速铁路的主要轨道结构形式,得到了快速发展与广泛应用。但无砟轨道服役过程中,在列车和温度荷载的作用下,轨道结构会产生裂缝[1-2]。在这些裂缝中,轨道结构层间裂缝对轨道的整体性影响最大;在降水量较少地区,裂缝发展相对缓慢,但在降雨量丰富的地区或排水不畅地段,裂缝扩展速率较快[2-5]。可见,裂缝内水压力的作用对无砟轨道内裂缝扩展起着极为关键的作用。
关于混凝土内水压力的研究,大部分集中于混凝土重力坝领域。徐世烺和Slowik等[6-9]通过机械荷载与静水压力耦合作用下的水力劈裂试验,研究了不同静水压作用下裂缝扩展中的水压力分布,并得出裂缝内的静水压力会降低结构的承载能力。李宗利和Tinawi等[10-11]在假设裂缝面为刚性面的前提下对混凝土结构裂缝内水压力分布进行了理论研究。黄云等[12]研究了水压力分布形式对混凝土初始裂缝扩展的影响。
以上研究多以静水压力作用为主,而仅有的少量动水压力研究也比较粗糙,难以反映无砟轨道承受荷载大、频率高的特点,致使上述研究成果不能照搬到无砟轨道的相关研究领域。此外,由于水压力的产生和作用机理的复杂性,目前国内外在无砟轨道领域对相关问题仅有初步的研究[3-5]。因此,开展列车荷载……
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