张智海，肖宏，令行

（1.北京交通大学土木建筑工程学院，北京，100044；2.北京交通大学轨道工程北京市重点实验室，北京，100044）

我国先后在中西部地区建成了多条沙漠铁路。由于自然环境的制约，沙漠地区铁路一直面临着风沙危害。沙粒侵入及沉积轻则填充道砟孔隙、改变道床弹性，重则导致轨道不平顺[1]、车轮磨耗加剧，轨道结构服役性能下降[2]，进而影响列车运行的平稳性和安全性[3-4]。因此，深入研究风沙区铁路轨道结构力学特性，对于指导线路养护维修作业和保障列车平稳运营意义重大。目前，关于风沙铁路轨道结构力学特性研究，严颖等[3]开展了含沙道床有效变形模量室内试验，利用颗粒流，建立了将沙粒粒径放大20倍的桶状数值试验模型，指出低含沙量下沙石混合料的变形模量基本不变；CARRASCAL等[5]结合室内沙埋扣件试验，发现沙粒对单个扣件使用性能影响不大；ESMAEILI 等[6]针对沙粒-道砟混合材料，开展了不同沙粒比室内道砟箱载荷试验，指出含沙量与道床累积垂向位移呈正相关；FACCOLI等[7]结合车轮滚动和滑动试验，发现沙粒会增加车轮磨损。

不同尺寸散粒体材料的强度和变形特性存在着明显的差异[8]，风沙道床是沙粒与道砟的自组织散粒体系，内部沙粒粒径与道砟粒径相差悬殊，在利用离散元法研究风沙区轨道结构力学特性时，需重点关注沙粒与道砟的多尺度效应问题。在颗粒多尺度效应研究方面，尹小涛等[9]设计了12种粒径数值试验，根据颗粒结构的破坏形态，分析了内尺度比对数值试验的影响，说明了岩土材料存在内尺度比；……