重载铁路有砟轨道-路基细宏观力学行为与服役性能演变研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578469
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Facing up to technology development needs of infrastructure design of the new heavy haul and improvement design of the existing freight railway, this proposal will study three critical issues: the interaction mechanism between the ballasted track and the subgrade; the mechanism of force transmission and interfacial failure between the ballasted track and the subgrade, and the mechanical behavior characteristics and degradation mechanism of service performance of the ballasted track-subgrade system. The numerical simulation developed to analyze the meso-macro mechanical behavior of the heavy haul ballasted track-subgrade system, using the discrete element method (DEM) and Fast Lagrangian Analysis of Continua(FLAC), the finite element method and et al. Meanwhile, the laboratory test of the ballasted track-subgrade full-scale model is also carried out. Then, the basic theory, the numerical methods and the test technology of the heavy haul ballasted track-subgrade system is developed. They will be used to reveal the mechanical behavior characteristics and the cumulative deformation laws of the ballasted track-subgrade system, the influence mechanism of th degradation ballast, the disease subgrade on the service performances of the ballasted track-subgrade system. Finally, considering the technical and structural characteristics of Chinese heavy haul railways, the design principles of the new-built heavy haul infrastructure and the improvement suggestions for the existing heavy haul infrastructure is presented in viewpoint of the mechanical behavior and service performance evolution of the ballasted track-subgrade system. This work can provide the scientific basis for the development of Chines coal railway corridors in future.
面向大轴重大运量重载铁路新线设计、既有线改造的技术需求,围绕重载铁路有砟轨道与路基相互作用和相互影响机制、轨道与路基界面动力传递与破坏机理、轨道-路基系统细宏观力学行为特征与服役性能劣化机理三个基础科学问题,采用离散单元法、快速拉格朗日差分法、有限元法等开展有砟轨道-路基系统细宏观力学行为的数值模拟分析,开展室内全尺寸有砟轨道-路基模型试验研究,建立重载铁路有砟轨道-路基力学行为分析的基础理论、数值模拟和试验研究方法,揭示重载铁路有砟轨道-路基力学行为特征与累积变形规律,探明道床劣化、基床病变对重载铁路有砟轨道-路基服役性能的影响机制与规律。最后,针对我国重载铁路结构与技术特点,从轨道-路基系统力学行为与服役性能演变的角度,提出新建重载铁路有砟轨道-路基系统设计原则,既有线有砟轨道-路基系统性能评估方法和改进建议,为中国重载铁路煤炭大通道建设提供科学依据和应用参考。

结项摘要

面向大轴重大运量重载铁路新线设计与既有线改造技术需求,围绕重载铁路轨道路基细宏观力学行为与服役性能演变问题,主要开展以下研究工作:1)建立了基于离散元法和快速拉格朗日差分法的轨道路基离散-连续耦合模型及其数值模拟方法,并利用室内模型试验和现场试验数据验证了理论模型与方法,为铁路有砟轨道路基结构设计研究、性能评估预测及养护维修技术开发等提供了新方法和先进的技术手段。2)开展了铁路有砟道床-路基室内实尺模型试验和朔黄重载铁路线路试验研究,获得了道床和路基累积变形规律和道砟颗粒劣化特征,通过模拟分析揭示了荷载幅值和频率对有砟道床变形的细观影响机制。3)研究了道砟颗粒刚度、道床密实度、道床厚度等对有砟轨道路基系统力学性能和动态响应的影响机制与规律,初步掌握了有砟道床-路基力学行为的基本特征,为既有重载铁路线路加固和新建重载铁路基础结构设计提供了参考。4)建立有砟轨道过渡段的离散-连续耦合计算模型,比较分析了有无楔形填充层过渡、楔形填充层材料参数、楔形填充层斜率和不同结构形式楔形填充层对过渡段各轨道部件动态响应幅值的分布情况,提出了有砟轨道过渡段结构设计与参数选取建议。本项目建立的有砟轨道路基系统离散-连续耦合计算模型及数值模拟技术具有良好的应用前景,目前已应用于轨道动力稳定新技术开发和桥上有砟轨道偏心整治技术研究。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(2)
Degradation-Related Changes in Ballast Gradation and Aggregate Particle Morphology
道碴级配和骨料颗粒形态与降解相关的变化
  • DOI:
    10.1061/(asce)gt.1943-5606.0001706
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF GEOTECHNICAL AND GEOENVIRONMENTAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Qian, Yu;Boler, Huseyin;Ghaboussi, Jamshid
  • 通讯作者:
    Ghaboussi, Jamshid
Coupled discrete-continuum approach for railway ballast track and subgrade macro-meso analysis
铁路道碴轨道和路基宏观细观分析的离散连续体耦合方法
  • DOI:
    10.1080/10298436.2020.1721498
  • 发表时间:
    2020-02-07
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PAVEMENT ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Shi, Can;Zhao, Chunfa;Guo, Yunlong
  • 通讯作者:
    Guo, Yunlong
循环荷载频率对高速铁路有砟道床累积变形行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国铁道科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张徐;赵春发;翟婉明
  • 通讯作者:
    翟婉明
Importance of load frequency in applying cyclic loads to investigate ballast deformation under high-speed train loads
载荷频率在应用循环载荷来研究高速列车载荷下道碴变形的重要性
  • DOI:
    10.1016/j.soildyn.2019.01.023
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Soil Dynamics and Earthquake Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhang Xu;Zhao Chunfa;Zhai Wanming
  • 通讯作者:
    Zhai Wanming
温度荷载和车辆载荷作用下CRTS Ⅲ无砟轨道板损伤分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李岩;赵春发;朱胜阳
  • 通讯作者:
    朱胜阳

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其他文献

往复荷载下铁路道碴沉降特性的扩展多面体离散元分析
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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    季顺迎
低速磁浮车辆引起地面振动的预测模型
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    翟婉明
磁浮列车与轮轨高速列车对线桥动力作用的比较研究
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    交通运输工程学报.
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蔡成标
磁悬浮车辆随机振动响应分析及其平稳性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王开云
磁悬浮车辆/轨道系统动力学(I)—磁/轨相互作用及稳定性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    翟婉明;赵春发
  • 通讯作者:
    赵春发

其他文献

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赵春发的其他基金

超导电动磁浮列车—轨道—桥梁动态相互作用机制及系统参数匹配原理
  • 批准号:
    52172375
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
超导电动磁浮列车-轨道-桥梁动态相互作用机制及系统参数匹配原理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
磁浮列车-桥梁-控制器耦合系统振动理论、数值仿真与参数优化研究
  • 批准号:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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