基于离散元的沥青弹性道床材料力学行为分析

作者：黄鹏; 石晨光; 吴忧; 王厚植; 杨军^*

来源：中国铁路, 2022, (08): 208-215.

DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2022.02.25.003

• 铁路轨道
• 弹性道床
• 橡胶颗粒
• 数值模拟
• 离散元

为了从细观角度深入研究作为新型弹性道床材料的沥青固化块力学性能，将掺有橡胶颗粒的环氧沥青固化道床材料划分为粗集料、沥青砂浆和橡胶颗粒、空隙相3个组分，并构建具有细观特征的离散元模型。通过单轴压缩、直接拉伸等一系列室内宏观试验，确定了离散元模型的细观参数并验证了细观参数设置的合理性。基于离散元模型进行虚拟单轴重复加载试验，对虚拟试件的变形量、回弹变形、内部颗粒间的细观接触力和重叠量等进行分析。结果表明：当环氧沥青固化道床试件中的橡胶颗粒掺量增加后，由于橡胶颗粒低刚度高弹性的特征，加载过程中颗粒间接触力降低、颗粒变形量增加；沥青固化块的强度下降、弹性和变形恢复能力提升。该研究将有助于全面认识掺加橡胶颗粒的沥青固化道床材料在荷载下的变形行为及其机理，为沥青固化道床材料的选择和级配设计提供更优解。

• 单位
  东南大学