高速铁路板式轨道-路基系统全比尺加速加载试验研究

摘要

本文介绍了一种全比尺的高速铁路加速试验装置,以重现列车运行荷载下轨道路基的动力响应和长期性能.根据列车移动过程中轨下扣件力的模拟要求,提出了高速铁路路基加速试验的设计准则.在此基础上自行建造完成了时序式动力加载系统,由8个动态液压激振器、1套控制系统和1套反力框架构成,在室内实现了最高速度达360km/h列车移动荷载的有效模拟.同时在室内建设完成了1∶1比尺的Ⅰ型板式轨道-路基模型,通过控制填料级配、目标密度和目标含水量来保证路基的压实系数、地基系数和变形模量等指标满足规范的设计要求.前期试验表明,随着列车荷载的逐层传递,其叠加效应愈加显著.轨道结构荷载峰值对应列车轮轴,路基动土压力峰值对应列车转向架.路基横断面方向,基床顶面的动土压力呈马鞍形分布,两侧应力最大,轨道中心应力最小.路基土体应力-变形呈现出明显的滞回特征.从长期加载过程看,土体残余变形逐渐累积,表现出明显的塑性特征;但对于每一次加卸载过程,土体的应力-应变可近似为非线性弹性行为.