基于FEM-MBD的无轨道软岩大变形分区研究

在隧道挖掘和运营过程中，尤其是在软岩段，严重的基础上浮现象会出现，严重影响轨道的服务性能和列车的运营安全。为了阐明基础上浮如何影响轨道结构和车辆动力学，并促进受上浮影响段的无轨道轨道的精细化管理，本研究提出了一种基于FEM-MBD（有限元方法-多体动力学）的基础变形分区方法。构建了一个精细的无轨道轨道失效分析模型和车辆-轨道-基础上浮系统的刚柔耦合动态模型，以研究"基础变形-无轨道轨道状态-列车运营性能"链传递规律，包括变形传递机制、结构损伤演变、层间接触损伤进展，以及在基础上浮条件下的车辆动态响应。通过综合多个控制指标，实现了基础上浮分区，得益于建立的静态-动态映射关系。结果表明，基础上浮传播至所有轨道结构层，结构损伤、层间接触损伤和车辆动态响应指标在"短波长+大幅度"的基础上浮下恶化。定义了四个不同的基础上浮区，并为每个区域提出了针对性的管理建议。本研究为保障基础上浮下无轨道轨道的安全提供了科学支持。