列车荷载作用下无砟轨道含水裂纹的受力特性及影响研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 概述1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内外高速铁路无砟轨道应用现状3

1.2.1 国外高速铁路无砟轨道的应用现状3

1.2.2 我国高速铁路无砟轨道应用状况5

1.3 无砟轨道的伤损现状调研9

1.3.1 板式无砟轨道9

1.3.2 双块式无砟轨道13

1.4 计算流体力学及流固耦合研究现状16

1.4.1 计算流体力学的发展及研究现状16

1.4.2 流固耦合研究现状18

1.5 水环境下混凝土伤损研究20

1.5.1 混凝土中空隙水压力21

1.5.2 水对混凝土强度的影响21

1.5.3 水对混凝土断裂性能的影响23

1.6 冲蚀磨损研究进展25

1.6.1 液两相流研究现状25

1.6.2 冲蚀磨损研究现状26

1.7 本课题研究主要内容和研究思路28

1.7.1 本课题研究的主要内容28

1.7.2 研究的技术路线30

第2章 无砟轨道裂纹水流特性计算模型及方法31

2.1 无砟轨道裂纹水流特性计算模型31

2.1.1 模型简化要点32

2.1.2 计算模型33

2.2 模型中的流体、固体及流固耦合理论35

2.2.1 流体理论35

2.2.2 边界条件41

2.2.3 结构运动方程42

2.3 计算方法43

2.3.1 ANSYS-CFX简介44

2.3.2 构建瞬态耦合分析系统44

2.3.3 网格划分及网格检验45

2.3.4 标记界面条件48

2.3.5 ANSYS-CFX数据传递方式49

2.3.6 求解52

2.4 计算参数53

2.4.1 结构参数53

2.4.2 荷载参数54

2.4.3 方法参数56

本章小结57

第3章 模型试验研究与计算方法验证58

3.1 裂纹动水压模型试验概况58

3.1.1 试验模型58

3.1.2 试验设备61

3.1.3 测点布置63

3.1.4 试验步骤64

3.2 试验结果与分析66

3.2.1 试验工况66

3.2.2 裂纹内不同位置点水压力67

3.2.3 裂纹形态对水压力的影响71

3.2.4 加载频率对裂纹水压力的影响75

3.2.5 荷载幅值对裂纹内水压力的影响79

3.3 试验模型中裂纹水压力的理论计算83

3.3.1 裂纹内第1、3、5测点水压力实程曲线83

3.3.2 裂纹宽度对水压力的影响87

3.3.3 加载频率影响89

3.3.4 加载幅值影响91

本章小结95

第4章 无砟轨道裂纹内水压力特性计算分析97

4.1 计算工况97

4.1.1 计算点布置97

4.1.2 计算工况103

4.2 无砟轨道裂纹内水压力分布特性106

4.2.1 典型工况的分析106

4.2.2 沿裂纹宽度（Z）方向水压分布特性107

4.2.3 沿裂纹深度（X）方向水压分布特性108

4.3 裂纹开口量的影响110

4.4 裂纹形态的影响111

4.4.1 裂纹宽度（W）影响111

4.4.2 裂纹深度（L）影响112

4.5 列车速度的影响113

本章小结114

第5章 列车荷载与水耦合作用下裂纹稳定性分析116

5.1 水压力作用下裂纹尖端应力强度因子计算方法116

5.1.1 计算简化要点116

5.1.2 裂纹强度因子理论分析117

5.1.3 水压力作用下裂纹尖端强度因子计算实现123

5.1.4 计算参数126

5.2 CA砂浆与底座板黏结断裂韧度的试验测定126

5.2.1 试验概况127

5.2.2 实验结果128

5.2.3 砂浆与底座板黏结断裂韧度129

5.3 裂纹稳定性分析129

5.3.1 裂纹开口量的影响130

5.3.2 裂纹宽度的影响131

5.3.3 裂纹深度的影响133

5.3.4 列车速度的影响135

5.4 裂纹修补技术标准136

5.4.1 规范中裂纹开口量限值136

5.4.2 裂纹修补技术标准137

本章小结142

第6章 裂纹内水流速度及冲蚀磨损机理分析144

6.1 列车荷载-水耦合作用下裂纹内动水流速特性分析144

6.1.1 裂纹水流速变化特性144

6.1.2 裂纹形态的影响147

6.1.3 裂纹开口量的影响150

6.1.4 列车速度的影响151

6.1.5 裂纹冲蚀磨损过程分析152

6.2 无砟轨道裂纹内水冲蚀磨损计算模型及方法155

6.2.1 计算模型155

6.2.2 模型中颗粒运动及冲蚀磨损理论157

6.2.3 计算方法160

6.2.4 计算参数163

6.3 裂纹冲蚀磨损影响因素分析164

6.3.1 颗粒运行轨迹164

6.3.2 水流速度影响168

6.3.3 裂纹开口量的影响169

6.3.4 粒径尺寸的影响170

本章小结171

结论与展望172

本文的主要工作及结论172

有待进一步研究的问题174

致谢175

参考文献177

攻读博士期间发表论文188