Zhihong Wang, Hao Jin*, Donghao Yin. Destructive effect of train load on rust-cracked sleepers at mesoscopic scale[J]. Case Studies in Construction Materials. 2023, 19: e2450.
在特定服役环境下,受杂散电流等多种因素影响,承轨台可能产生锈裂(如下图)。叠加车致动载作用,承轨台锈裂可能加剧。针对此问题,拟从细观尺度分析锈裂承轨台在车致动载作用下应力、应变等力学指标,初步探讨承轨台在服役环境及车致动载耦合作用下的损伤情况。
【研究方法】
基于金浩团队提出的“几何本征骨料混凝土细观几何模型(MCM-RAG)”(已有公众号文章),建立混凝土承轨台的三维细观模型。采用径向位移法模拟钢筋锈蚀膨胀过程,进一步在承轨台上施加列车荷载(扣件支反力)。
已有公众号文章:
几何本征骨料混凝土细观模型(MCM-RAG)V1.0-2
【研究内容】
(1)不同锈蚀时间下承轨台内部的腐蚀电流密度;(2)钢筋表面锈蚀产物对承轨台的致裂作用;(3)锈裂承轨台在车致动载叠加作用下的损伤程度。
【研究结论】
基于假定条件,得出:(1)钢筋锈蚀初期,腐蚀电流密度随锈蚀时间的增加而迅速增长。(2)承轨台边缘钢筋(见上图)锈蚀产物,锈蚀30年堆积厚度最大0.4mm,锈蚀50年堆积厚度最大0.6mm;(3)叠加列车动载作用,锈蚀30年承轨台最大损伤增量约0.05%。
王智弘:男,硕士研究生,从事轨道交通结构病害综合防治研究。参与《考虑混凝土细观特性的道床-盾构隧道界面剥离机理研究》、《雄安新区至北京大兴国际机场快线项目结构减振研究》等科研项目,第一作者发表SCI论文1篇、核心论文1篇,授权发明专利2项,申请发明专利4项。
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