高速行车激励与环境侵蚀耦合致无砟轨道长期服役性能衰变机制及失效准则

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578472
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 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

The damage evolvement of slab track under the coupling effect of train load and the environment actions is challenging and needs to be solved. And the research of how the accelerated degradation of cement-based materials (such as concrete and CA mortar) leads to the long-term performance of slab track, due to mechanical and environmental factors, is the key to solve the problem..Taking the CRTS I prefabricated slab track for instance, based on the Continuum Damage Mechanics (CDM) method, the strong vibration characteristics of high-speed moving train load is investigated. Under the coupling effect of vibration fatigue load and the environmental factors, such as rain erosion, chloride ion erosion, freeze-thaw cycles etc, and a proper dissipative potential function is chosen to get the damage variable expression with regard to residual strain. Reasonable micro plastic strain equations of cement-based materials are selected to deduce the damage growth rate, thus the fatigue damage constitutive models under different service conditions can be built. The constitutive models of the cement-based materials are verified and related parameters are confirmed by performance the dynamic performance degradation tests. Combining the material constitutive models with damage variables and vehicle-track dynamics, finite element analysis of slab track structure will be carried out. The failure criterion and critical values are thus put forward. Besides, we will establish equations with regard to the load level and fatigue life under the erosion environment, to predict the residual service life.
无砟轨道在列车高频振动荷载和环境侵蚀下的损伤演化是极具科学挑战但又必须解决的问题。而研究混凝土、砂浆等水泥基材料在力学、环境因素耦合作用下的劣化加速,及加速导致宏观无砟轨道的长期服役性能降低,是解决该问题的突破口。.本项目以CRTS I型板式无砟轨道为例,从连续损伤力学的基本理论出发,依据高速行车激励的强振动特性,考虑其分别与雨水、氯离子侵蚀、冻融等环境因素的耦合作用,选定合理耗散势函数,得到关于残余应变的损伤变量表达式;选用合适的材料微塑性应变方程,推导材料的损伤发展率,建立不同服役条件下水泥基材料的疲劳损伤本构模型;利用材料动态性能衰变试验验证模型,并确定模型参数;结合含损伤变量的材料本构模型和“车辆-轨道”系统动力学,进行荷载和环境侵蚀作用下的无砟轨道结构力学有限元分析;提出构件的失效准则和失效临界值;建立能描述侵蚀环境下荷载水平与疲劳寿命关系的方程,对无砟轨道的剩余寿命进行预测。

结项摘要

本项目结合无砟轨道系统病害的现场调研成果,以CRTS I型板式无砟轨道为例,针对混凝土、水泥乳化沥青砂浆等水泥基材料分析了列车高频振动荷载与酸雨、氯离子侵蚀等环境因素耦合作用下的动态力学性能演化。通过轮轨作用力和钢轨支点压力的现场测试,获取了真实状态下的客车荷载作用形式;利用室内试验进行了无砟轨道水泥基材料疲劳耐久性试验、胶垫老化试验及侵蚀环境下水泥基材料性能演变试验等,获取了胶垫老化规律、水泥基材料的本构关系及力学性能演变机理。.基于有限元法建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型,主要研究了不同车速、不同基础刚度及不同砂浆损伤程度对轮轨力的影响,并应用统计学方法分析了轮轨力分布特征,同时结合测试数据对模型进行了验证。基于轮轨系统耦合动力学理论,建立了含损伤的车辆-轨道-路基垂向耦合振动模型,并嵌入材料疲劳损伤本构子模型,研究了砂浆离缝高度、底座板脱空长度、轨道不平顺谱等对无砟轨道结构动力响应的影响。通过建立脱空状态下CRTS I型板式无砟轨道疲劳分析实体模型,利用P-M线性疲劳累积损伤准则,对列车荷载作用下的轨道板进行了疲劳寿命预测。.通过现场调研、现场/室内试验和理论分析,本项目形成的一系列理论成果完善了我国无砟轨道设计体系,为确保无砟轨道良好服役性能和长期安全运营提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
列车荷载致板式无砟轨道力学性能影响分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;邓世杰;闫亚飞;杜威;倪跃峰
  • 通讯作者:
    倪跃峰
Mechanical property deterioration of the prefabricated concrete slab in mixed passenger and freight railway tracks
客货运混线预制混凝土板力学性能劣化
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2019.03.039
  • 发表时间:
    2019-05-30
  • 期刊:
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Ren Juanjuan;Deng Shijie;Wang Ji
  • 通讯作者:
    Wang Ji
基于混凝土塑性损伤模型的轨道板损伤规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;王吉;李家乐;邓世杰;徐家铎;李潇
  • 通讯作者:
    李潇
减振CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构谐响应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    铁道工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;赵华卫;李潇;徐坤
  • 通讯作者:
    徐坤
客货共线无砟轨道轮轨力统计特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;徐家铎;田根源;赵华卫;蒲建锦
  • 通讯作者:
    蒲建锦

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其他文献

客运专线桥上纵连式无砟道岔伸缩力与位移影响因素分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;王平;刘学毅
  • 通讯作者:
    刘学毅
长大坡道上梯形轨道稳定性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    铁道标准设计
  • 影响因子:
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  • 作者:
    任娟娟;赵坪锐;刘欢;巫江
  • 通讯作者:
    巫江
多次七氟醚麻醉对新生大鼠海马ApoE表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华麻醉学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐春春;王义;任娟娟;梁小丽;朱昭琼;张超
  • 通讯作者:
    张超
CRTSⅢ型无砟轨道宽接缝裂缝及修补材料性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    铁道建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄慧超;徐坤;任娟娟
  • 通讯作者:
    任娟娟
离缝对桥上纵连板式无砟道岔受力与限位性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    兰州交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;任娟娟;吴亚平
  • 通讯作者:
    吴亚平

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高寒铁路无砟轨道混凝土高低周疲劳作用机制与致损机理
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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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