胶粘道砟固化道床通过将专用道砟胶喷涂于道床表面或灌入道床内部,使散粒体碎石道砟全部粘接或者部分粘接而形成的一种新型道床结构,一般设置在有砟轨道与无砟轨道之间,起轨道刚度过渡的作用。但是在列车的长期反复作用下,固化道床和其他所有的结构一样,会发生服役性能的退化演变。由于固化道床与传统的有砟轨道、无砟轨道在结构上有所不同,从而决定了其表现出不同的劣化演变规律。目前的相关研究主要针对胶粘道床的力学性能,而对其长期服役状态下性能劣化方面尚未开展。运营实践表明,胶粘道床在长期列车往复作用下会发生道砟胶开裂、固化道床道砟散化等现象。基于此,本文针对胶粘道砟固化道床在长期列车荷载作用下出现道砟胶开裂等劣化问题进行研究,利用离散元软件PFC建立力学分析模型,研究胶粘道床开裂伤损的形成过程以及力学机制,研究外界因素变化对胶粘道床力学特性的影响,揭示胶粘道床的劣化机理,为养护维修提供理论指导。同时考虑脏污材料混入胶粘道床后对其的影响。为此,本文进行了以下几个方面的研究工作:1.基于散体力学、结构动力学等理论,采用离散元方法建立道砟颗粒间、道砟颗粒与道砟胶之间的微观接触模型,并引入道砟胶开裂机制,形成胶粘道床劣化演变模型。对长期列车荷载作用下道砟胶开裂过程进行模拟,仿真分析胶粘道床劣化的全过程。对比分析正常状态与劣化状态道床内部的荷载传递路径的差异性,获得道砟胶开裂对道床传递荷载的影响规律。对道砟颗粒之间粘结作用断裂类型进行分类统计,分析道砟胶开裂主要破坏形式。同时对发生粘结断裂的道砟颗粒粒径进行统计分析,研究道砟接触断裂粒径分布。2.基于胶粘道床离散元劣化模型,对不同列车轴重及不同运行速度工况下胶粘道床全劣化周期的力学特性进行分析,研究胶粘道床受力、振动及变形随劣化程度的演变规律,探讨外界因素变化对胶粘道床的力学特性的影响规律,分析不同力学指标对外界因素的敏感程度。3.考虑脏污材料附着在道砟颗粒表面进行粘结的情况,确定合适的脏污材料参数,建立胶粘道床脏污离散元模型,通过选取合理的评价指标,探讨不同脏污程度工况胶粘道床在列车荷载作用下动力响应的差异性,研究脏污材料含量对胶粘道床力学特性的影响规律,分析脏污材料对道床稳定性以及线路平顺性的影响程度。图96幅,表6个,参考文献64篇。