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Macro-microscopic dynamic characteristics of the ballast bed induced by the variation of moisture content

Particuology 2024年第7期90卷 118-127页

作者： Shuchen Wang Longlong Fu Yongjia Qiu Haonan Xi Shunhua Zhou Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education Tongji UniversityShanghai 201804China Shanghai Key Laboratory of Rail Infrastructure Durability and System Safety Tongji UniversityShanghai 201804China

Due to the excellent drainage performance of the ballast,existing studies mainly focus on the dynamic response of ballast under field capacity or *** has rarely been paid to dynamic changes in moisture content and potential *** this article,we firstly conduct a model test to determine the variation of ballast moisture content under artificial *** that,a full-scale model test with cyclic loading is carried out to study the effect of moisture content variation on the macro-microscopic response of the ballast bed,where several wireless particle sensors are installed to obtain ballast motion characteristics at strategic *** results show that the moisture content increases gradually and stabilizes at a flat peak under rainfall,despite the excellent drainage performance of ballast *** halting rainfall,the moisture content drops back to field capacity,which indicates dynamic flowing surface water on ballast particles under *** flowing surface water brings changes to the original dynamic equilibrium of ballast bed:macroscopically,the deformation rate of stabilized ballast bed increases significantly,reaching a local peak under field capacity;microscopically,the x-and z-angular accelerations of the ballast show positive correlation with rainfall *** multiscale responses indicate that field capacity is a critical moisture content.

关键词： Railway ballast Flowing surface water Wireless particle sensor multidimensional motion Full-scale model test

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