編號(hào)：FTJS09443
篇名：粗、細(xì)粒徑煤質(zhì)對(duì)道砟顆粒剪切性能的影響
作者：陳憲麥 陳楠 王日吉 李賽 董春敏
關(guān)鍵詞： 直剪試驗(yàn) 粒徑級(jí)配 離散元 剪切性能 臟污程度
機(jī)構(gòu)： 中南大學(xué)土木工程學(xué)院 重載鐵路工程結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 為探究臟污材料的粒徑級(jí)配對(duì)道砟工作性能的影響,針對(duì)清潔道砟和不同粒徑煤質(zhì)污染的臟污道砟進(jìn)行離散元仿真,采用離散元法對(duì)清潔道砟分別添加粗、細(xì)2種粒徑級(jí)配的臟污材質(zhì),在臟污程度為20%,30%和40%和法向加載應(yīng)力為20,50和100 kPa等不同工況下進(jìn)行大型直剪試驗(yàn)?zāi)M,從微細(xì)觀層面分析臟污材料粒徑與臟污程度對(duì)道砟剪切力學(xué)特性的影響,根據(jù)已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證離散元模型參數(shù)和模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明:道砟的剪切應(yīng)力隨剪切箱頂板法向荷載的增大而增大、道砟體積剪脹量隨法向荷載增大而減小;剪切試驗(yàn)?zāi)M后,顆粒間的較大接觸力沿剪切箱左下—右上角連線分布,且臟污材料粒徑越小,污染程度越大,會(huì)導(dǎo)致較大接觸力分布范圍越廣;與粗粒徑煤炭相比,細(xì)粒徑煤粉顯著降低道砟顆粒間的配位數(shù)、接觸力、剪切應(yīng)力等力學(xué)特性,且污染程度越大現(xiàn)象越明顯,細(xì)粒徑級(jí)配的臟污材質(zhì)更易導(dǎo)致道砟剪切性能降低;在細(xì)粒徑煤質(zhì)污染的道砟集料中,煤粉會(huì)很大程度地填充道砟顆粒間的空隙,隨臟污程度增大,道砟間填充的煤粉越多更容易處于懸浮狀態(tài),導(dǎo)致道砟顆粒間的相互作用力逐漸向煤粉顆粒間的相互作用力轉(zhuǎn)變,使道砟抵抗外荷載的能力降低,這也是煤粉污染的道砟集料比煤炭污染的道砟力學(xué)性能下降更多的主要原因。
