严颖，赵金凤，季顺迎

(1.大连交通大学 土木与安全工程学院，辽宁 大连 116028；2.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116023)



道砟材料累积沉降量和形变模量的离散元分析

严颖1，赵金凤2，季顺迎2

(1.大连交通大学 土木与安全工程学院，辽宁 大连 116028；2.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116023)

摘要:针对铁路有砟道床中碎石材料在细观上的非规则形态，采用离散元模型构造道砟颗粒，并通过道砟箱试验数值分析道砟材料在往复荷载下的累积沉降量和形变模量。计算结果表明：在往复荷载作用下道砟材料的累积沉降量与加载次数呈指数关系，其形变模量随加载次数的增加不断增加并逐渐趋于稳定。在此基础上，对道砟摩擦因数和加载频率影响下的累积沉降量和形变模量进行离散元分析。随摩擦因数的增大，道砟颗粒间的咬合力不断增加，致使道砟材料的累积沉降量减小而有效刚度越大；随加载频率的增大，道砟材料更趋于密实排列，从而使其累积沉降量增大而形变模量降低。本文研究表明离散元模型在分析道砟材料力学特性方面具有较高的可行性，并有助于进一步揭示有砟铁路道床的累积变形规律。

关键词：道砟材料；离散元模型；累积沉降量；形变模量；摩擦因数

有砟道床的主要功能是承受并传递来自轨枕的荷载，保持轨道几何状态的稳定性，并减缓和吸收轮轨的冲击和振动。在列车荷载的重复作用下，有砟道床的弹性和变形受道砟颗粒重新排列、破碎粉化的影响有很大的变化，其塑性变形是轨道结构残余变形的主要原因[1]。……