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《工程(英文)》 >> 2023年 第27卷 第8期 doi: 10.1016/j.eng.2022.08.006
基于图像测量技术的高速铁路有砟道床道砟颗粒运动分析
a Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Ministry of Education, Department of Civil Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
b Center for Hypergravity Experimental and Interdisciplinary Research, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
摘要
有砟轨道是国内外高速铁路的主要轨道形式之一,由级配碎石组成的道砟层在高速列车荷载下会产生比普通铁路更明显的道砟颗粒运动,易于引发过大的道床沉降,对列车安全运行产生不利影响。但由于缺乏有效测量手段和分析方法,道砟颗粒的运动行为研究仍不多见。本研究基于数码相机和图形识别方
法,在全比尺模型试验中开发了道砟颗粒运动追踪技术,将1274 个道床层表层道砟染色并设定为追踪目标;在试验中以垂直向下的角度陆续拍摄道砟层照片,通过追踪目标显示的像素变化特征,对表层道砟颗粒运动进行追踪,定量地分析了不同列车速度和轴重工况下道砟颗粒的运动行为。试验结果表明:表层道砟颗粒运动在低速列车荷载作用下较微弱且主要集中于轨枕附近,但当列车时速提升至360 km时,道砟运动明显加剧并扩展至整个道床层;此外,经统计发现道砟颗粒位移和旋转的发展规律类似;轨道振动会诱发道砟颗粒运动,竖向加速度和水平加速度分别是轨道中心和轨道边缘附近道砟颗粒运动产生的主要原因。道砟颗粒运动和轨道沉降在长期加载中的发展趋势相似,两者同时达到稳定状态;轨道服役性能(如振动特性、累积沉降与轨枕支承刚度)在高速列车荷载的长期作用下会部分劣化,其与道砟颗粒流动的方向和分布密切相关。
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