CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道层间离缝内动水特性研究-道路与铁道工程专业毕论文.docx

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)申明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)申明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要工作贡献如下： 1．基于路基上CRTS I型双块式无砟轨道层间含水离缝，设计了动水压力模型试 验，验证了模型计算的有效性。 2．通过合理力学简化，基于路基上CRTS I型双块式无砟轨道层间含水离缝，建 立了双向瞬态流固耦合三维计算模型，分析了层间离缝内动水特性的影响因素。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：蠡1菽荡 日期yI e．S．)≥ 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 经现场调研发现，路基上CRTS I型双块式无砟轨道道床板与支承层间出现大量离 缝，南方多雨地区，雨水进入离缝后，在列车荷载作用下，离缝内部的雨水会被挤出， 出现冒浆现象。列车荷载与雨水共同作用下，层间损坏加快，直接影响着轨道结构的 安全与耐久性。因此，研究列车荷载与雨水共同作用下，CRTS I双块式无砟轨道层间 离缝内动水特性至关重要。 (1)结合实地调研情况与国内外混凝土结构水伤损研究资料，归纳总结层间离缝 的成因以及离缝的扩展演化过程，简要介绍了研究所用的流体、固体、流固耦合理论 以及分析流固耦合问题的软件ANSYS．CFX。 (2)设计了列车与水耦合作用下CRTS I双块式无砟轨道层间离缝内动水压力模 型试验，研究离缝不同位置处动水压力变化特点；加载幅值与频率对动水压力的影响。 对所有试验工况进行软件模型计算，对比分析，以此验证软件模型计算的有效性。结 果显示：软件模型计算与试验所得的动水压力变化规律基本一致、数值相差不大，因 此，软件模型计算具有一定的有效性。 (3)以路基上CRTS I型双块式无砟轨道为例，根据流固耦合的基本原理，建立 了列车荷载与水耦合作用下，离缝内动水特性双向瞬态流固耦合三维计算模型。计算 时，假设流体为均匀、不可压缩理想液体。应用数值分析方法(ANSYS—CFx软件计 算)，采用离缝内动水特性计算模型，研究离缝内动水特性。主要得N-列车荷载作用 在双块式无砟轨道上时，层间离缝内动水压力和动水流速出现正负交替变化的现象。 离缝尖端处动水压力最大，开1：3处动水压力最小，距离尖端越远，动水压力越小；离 缝尖端处动水流速最小，开口处动水流速最大，距离尖端越远，动水流速越大。离缝 厚度、离缝深度以及列车速度是影响离缝内动水特性的重要因素，动水压力和动水流 速均随离缝厚度的增加而减小；随离缝深度的增加而增大，其中离缝深度超过1000mm 后，动水压力与动水流速急剧增大；随列车速度的增加而增大。 关键词：CRTS I型双块式无砟轨道；含水离缝；流固耦合；动水特性 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第JI页 Abstract According to the survey，a large number of seams are found in the layer of CRTS I double．block ballastless track on the road．In rainy areas in the southern China,water iS easy to enter the seam，and when the train go through with the high-speed，the water in the seam will be squeezed out,which is oozing slurry phenomenon．With the train load and water，the damage of the layer will be accelerated，which directly affects the durability of CRTS I double—block ballastless track．Therefore，the study on dynamic water ch