高铁隧道内地下水作用下双块式无砟轨道道床板裂缝扩展研究

作者：刘成坤; 陈进杰; 黄守刚; 王瑞; 陈龙; 李杨

来源：铁道标准设计, 2022, 1-7.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202207270003

• 高速铁路
• 铁路隧道
• 双块式无砟轨道
• 道床板裂缝
• 水压荷载
• 应力强度因子

针对我国高速铁路隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工阶段道床板开裂问题，运用有限元软件建立隧道-无砟轨道三维实体模型，研究地下水作用下隧道内无砟轨道各结构层位移隆起变化规律，并结合FRANC3D软件，在道床板结构受力最不利位置插入不同形状的预制三维裂缝，分析水压、裂缝长度对道床板裂缝扩展的影响。研究结果表明：（1）三角形荷载作用相较于均布荷载作用时，道床板位移隆起量虽有所减小，但地下水压的反复作用始终会影响轨道结构的平顺性，甚至导致道床板与仰拱填充间出现离缝；（2）裂缝长度是裂缝失稳扩展的控制因素，在排水系统完全堵塞时，建议将裂缝长度控制在200mm以内；（3）水压为裂缝扩展的关键影响因素，同等条件下水压越大，道床板裂缝扩展越迅速，均布荷载下道床板裂缝尖端应力强度因子是对应三角形荷载下的1.2～1.4倍。

• 单位
  土木工程学院; 石家庄铁道大学