高速铁路道砟飞溅机理及防治

本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之一。针对高速铁路有砟轨道面临的道砟飞溅问题，本书采用理论与试验分析相结合的方法进行了深入系统地研究。自主设计高速铁路道砟飞溅风洞试验方法，探究了有砟轨道结构宏观流场分布特征、颗粒细观属性对道砟飞溅的影响；采用多孔介质及滑移网格方法构建高速列车-有砟轨道流场分析模型，实现了高速行车条件下有砟轨道复杂气动流场的真实还原；基于流体动力学-离散单元法-多体动力学耦合创建道砟飞溅动力分析模型，分析了列车空气动力、轨道结构振动、大风运营环境等多场耦合作用下道砟飞溅发生及发展机理，研究道床、轨枕设计参数对道砟飞溅的影响，提出了道砟飞溅防治措施，形成了系统化的高速铁路道砟飞溅机理、防治理论分析及应用技术体系。 本书适合铁道工程专业科研、设计、施工、养护维修人员参考，也可作为高等院校铁道工程专业研究生和本科生学习参考用书。

第1章 绪论
1.1 高速铁路有砟轨道应用现状
1.1.1 国外应用现状
1.1.2 国内应用现状
1.2 有砟轨道流场特征研究现状
1.2.1 流场特征现场试验研究
1.2.2 流场特征室内试验研究
1.2.3 流场特征数值仿真研究
1.3 道砟飞溅动力特征研究现状
1.4 道砟飞溅防治措施研究现状
第2章 高速铁路道砟飞溅风洞试验研究
2.1 道砟飞溅风洞试验设计
2.1.1 道砟颗粒风洞试验方法及装置
2.1.2 有砟轨道结构风洞试验设计
2.2 颗粒特征对道砟飞溅影响试验研究
2.2.1 道砟形状影响分析
2.2.2 道砟顺风面影响分析
2.2.3 道砟接触面粗糙度影响分析
2.3 有砟轨道结构流场特征试验研究
2.3.1 流场风速分布特征
2.3.2 流场风压分布特征
第3章 道砟颗粒细观流场特征精细化分析
3.1 复杂外形道砟颗粒形态特征分析
3.1.1 道砟颗粒复杂外形获取及分析方法
3.1.2 道砟样本形态特征分析
3.2 道砟颗粒细观流场分析模型
3.2.1 道砟颗粒细观流场分析模型建立
3.2.2 基于道砟颗粒风洞试验的模型验证
3.3 道砟颗粒细观流场特征分析
3.3.1 道砟表面流场分布特征分析
3.3.2 道砟表面流场压差分析
3.3.3 外风荷载强度影响分析
第4章 基于滑移网格法的有砟轨道宏观流场特性分析
4.1 高速铁路有砟轨道宏观流场分析模型
4.1.1 有砟道床多孔介质分析方法
4.1.2 高速列车-有砟轨道滑移网格分析方法
4.1.3 基于动态计算域的边界条件与求解方法
4.1.4 高速列车-有砟轨道流场分析模型构建
4.1.5 基于有砟轨道风洞试验的模型验证
4.2 有砟轨道宏观流场风压特征分析
4.2.1 流场风压分布特征
4.2.2 流场风压时程特征
4.2.3 流场风压频域特征
4.3 有砟轨道宏观流场风速特征分析
4.3.1 流场风速分布特征
4.3.2 流场风速时程特征
4.3.3 流场风速矢量特征
4.4 行车速度对轨道流场影响研究
4.4.1 对轨道流场风压影响
4.4.2 对轨道流场风速影响
4.5 外风条件对轨道流场影响研究
4.5.1 对轨道流场风压影响
4.5.2 对轨道流场风速影响
第5章 基于风振耦合的道砟飞溅动力特征研究
5.1 高速铁路道砟飞溅动力分析模型
5.1.1 有砟道床离散单元法分析模块
5.1.2 轨道流场计算流体动力学分析模块
5.1.3 轨道动力多体动力学分析模块
5.1.4 CFD-DEM-MBD耦合分析方法
5.1.5 道砟飞溅动力分析耦合模型构建及验证
5.2 列车风载下道砟飞溅动力特征分析
5.2.1 道砟运动行为分析
5.2.2 道砟动力响应分析
5.3 轨道动载下道砟飞溅动力特征分析
5.3.1 道砟运动行为分析
5.3.2 道砟动力响应分析
5.4 风振耦合下道砟飞溅动力特征分析
5.4.1 道砟运动行为分析
5.4.2 道砟动力响应分析
5.5 车速和轴重对道砟飞溅动力特征影响分析
5.5.1 车速对道砟飞溅影响分析
5.5.2 轴重对道砟飞溅影响分析
第6章 基于道床参数优化的道砟飞溅防治措施研究
6.1 枕盒道砟高度影响分析
6.1.1 轨道流场特征分析
6.1.2 道砟飞溅动力特征分析
6.2 砟肩堆高高度影响分析
6.2.1 轨道流场特征分析
6.2.2 道砟飞溅动力特征分析
6.3 边坡坡度影响分析
6.3.1 轨道流场特征分析
6.3.2 道砟飞溅动力特征分析
6.4 道床级配影响分析
第7章 基于轨枕参数优化的道砟飞溅防治措施研究
7.1 轨枕间距影响分析
7.1.1 轨道流场特征分析
7.1.2 道砟飞溅动力特征分析
7.2 轨枕边角形状影响分析
7.2.1 轨道流场特征分析
7.2.2 道砟飞溅动力特征分析
7.3 轨枕长度影响分析
7.3.1 轨道流场特征分析
7.3.2 道砟飞溅动力特征分析
7.4 轨枕宽度影响分析
7.4.1 轨道流场特征分析
7.4.2 道砟飞溅动力特征分析
7.5 轨枕高度影响分析
7.5.1 轨道流场特征分析
7.5.2 道砟飞溅动力特征分析
第8章 结论及展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献