基于粘彈性理論的CRTS Ⅱ型板離縫產(chǎn)生與劣化機理研究.pdf

1、作為高鐵所采用的主要軌道結(jié)構(gòu)形式，板式無砟軌道因其較好的連續(xù)性、平順性和穩(wěn)定性滿足了高速鐵路的需求。在溫度和列車荷載的作用下，當(dāng)荷載引起的應(yīng)力超過軌道結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)強度時，就會造成離縫損傷從而破壞結(jié)構(gòu)的完整性，引起力學(xué)性能的變化并嚴(yán)重影響列車的安全運行。為了延緩甚至避免離縫的產(chǎn)生，提高結(jié)構(gòu)安全性、降低維修成本，研究人員利用有限元仿真模型對離縫的產(chǎn)生與劣化機理進(jìn)行了大量研究。然而，現(xiàn)有的研究中CA砂漿層被假設(shè)為彈性材料，忽略了其粘彈性。這些

2、過于理想化的模型往往無法準(zhǔn)確反映軌道結(jié)構(gòu)的真實情況，導(dǎo)致模擬結(jié)果可能存在較大偏差。
　　本文將Burgers模型作為粘彈性本構(gòu)模型，并引入粘彈性參數(shù)，以CRTSⅡ型板式結(jié)構(gòu)為主要研究對象，建立粘結(jié)模型、內(nèi)聚力模型和離縫存在下的接觸模型?；谏鲜瞿Ｐ?，探究軌道結(jié)構(gòu)在溫梯和列車荷載耦合作用下的力學(xué)性能、層間離縫的產(chǎn)生與劣化機理以及離縫的位置和尺寸對其力學(xué)性能的影響。同時，通過復(fù)合試塊試驗與有限元分析，驗證了引入粘彈性參數(shù)的合理性與準(zhǔn)確

3、性。
　　研究表明:基于粘彈性理論建立的模型，其應(yīng)力、位移和離縫開口量較大，起裂溫梯和貫通溫梯較小，所產(chǎn)生離縫的位置和尺寸會對軌道結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能造成影響。在溫梯和列車荷載耦合作用下，引起的應(yīng)力和位移均大于荷載單獨作用時，且其起裂溫梯和貫通溫梯較小。特別是當(dāng)溫梯較大時，離縫形成貫通，而且離縫高度受列車動載作用反復(fù)增減，導(dǎo)致軌道板拍打下部結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生裂縫等病害，從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性。綜上所述，在分析軌道結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和離縫產(chǎn)生與劣化