一种基于单元体试验的有砟轨道精捣参数优化方法
摘要文本
本发明涉及轨道工程技术领域，具体涉及一种基于单元体试验的有砟轨道精捣参数优化方法；本方法中，通过构建基于真三轴和高频振动的应力边界条件，模拟轨枕下方道砟单元在大机捣固、动力稳定及列车荷载作用下的受力状态，试验参数范围根据大型养路机械维修作业实际情况设计；考虑密实度、颗粒级配和道砟材质等道床初始质量状态，施加列车荷载和捣‑稳作业模拟荷载，分析大机维修作业中列车荷载长期作用下道砟单元的变形特性及其演化趋势，从而比选有砟轨道精捣维修的优化作业参数；本方案可针对不同起道量目标值和道床质量初始状态实现轨道几何形位恢复和道床质量状态提升的双目标控制。
申请人信息
- 申请人:同济大学
- 申请人地址:200092 上海市杨浦区四平路1239号
- 发明人: 同济大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于单元体试验的有砟轨道精捣参数优化方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410168649.8 |
| 申请日 | 2024/2/6 |
| 公告号 | CN117709134A |
| 公开日 | 2024/3/15 |
| IPC主分类号 | G06F30/20 |
| 权利人 | 同济大学 |
| 发明人 | 肖军华; 孙思齐; 薛立华; 刘志勇; 刘孟波; 王凯超; 单杰 |
| 地址 | 上海市杨浦区四平路1239号 |
专利主权项内容
1.一种基于单元体试验的有砟轨道精捣参数优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：根据有砟轨道工务维修的实际情况，确定起道量目标值和单次起道量限值/>，制订起道作业计划和捣-稳组合作业模式，单次起道量分别为/>、/>、……、/>，即，=1、2、……、且/>；mnS2：根据道床初始质量状态，筛分称量道砟颗粒，制备道砟单元试样，施加三轴固结应力，直至试样达到稳定状态；S3：在列车荷载应力模式下，施加预设周次的竖向循环荷载对道砟单元试样进行压实；S4：根据起道作业计划和捣-稳组合作业模式，交替实施大机捣固应力模式和动力稳定应力模式；在大机捣固应力模式下，首先将竖向加载板上移预设距离形成临空面，在后续加载过程中保持位置固定；在横向上施加恒定围压；在纵向上实施应变控制的高频加载，处于高频振动叠加匀速夹持运动，荷载形式为：
；在上式中，为夹持行程，试验范围10%~30%；/>为振动应变幅值，取值范围为1~3%；为试样特征尺寸；/>为捣镐振幅，试验范围3~9mm；/>为加载频率，模拟捣镐振动频率，试验范围15~55Hz；/>为夹持速率，试验中均设置为恒定值，由式/>确定；/>为模拟第次捣固作用时的单次夹持时间，试验取值范围0.8~1.4s；Wi在动力稳定应力模式下，在竖直方向施加静应力，/>的试验取值范围为250~550kPa；在纵向上施加恒定围压/>；在横向施加高频循环荷载，荷载形式为：
；在上式中，为加载频率，试验范围为5~50Hz；/>为动力稳定荷载峰峰值；/>为模拟第次动力稳定作用时的单次动力稳定时间；j加载期间监测竖直和水平方向砟单元变形、受力及回弹模量变化情况；S5：在列车荷载应力模式下施加预设次数竖向循环荷载，直至试样竖向变形区域收敛，期间监测试样变形及密实度变化；S6：重复步骤S1~S5，针对铁路现场常见的起道量目标值和道床初始质量状态开展试验，分析不同维修作业参数及组合模式的实施效果，输出与捣固作业优化目标对应的优化参数，包括捣镐振动频率、振幅，捣镐夹持时间、速度，稳定车垂向静应力、水平振动频率，捣-稳组合模式。