基于离散元的冲击荷载下加筋道砟细观研究

摘要

为了从细观上探究冲击荷载下加筋材料加固作用机制，通过离散元方法建立道砟颗粒模型，采用平行黏结模型建立土工格栅、土工格室柔性模型；通过对比室内道砟冲击试验和数值模拟结果，从宏观、细观上研究道砟竖向累积沉降和侧向变形，并对道砟应力链分布、颗粒接触和位移等进行细观分析。结果表明：在冲击高度为250 mm时，相较于未加筋道砟，土工格栅加筋道砟的竖向沉降和侧向变形分别减少24.4%和12.7%,土工格室加筋道砟分别减少33.5%和24.0%;由于道砟加固区存在垫层效应，土工格栅和土工格室加筋道砟的颗粒接触数分别增加9.3%和42.6%,平均接触力分别减少5.6%和16.7%;对比道砟颗粒平均位移，土工格栅和土工格室加筋工况相较于未加筋工况分别减少13.3%和21.1%,土工格室加固效果比土工格栅更为显著。

关键词

道砟 / 土工格室 / 土工格栅 / 冲击荷载 / 离散元方法