道床應(yīng)力

　　道床應(yīng)力（bedstress）道床單位面積上所承受的壓力。因道床由散體顆粒組成，道床內(nèi)力的傳遞實(shí)際上是以顆粒與顆粒的接觸傳力完成的，道床應(yīng)力并不能真實(shí)反映顆粒間的接觸應(yīng)力，因此道床應(yīng)力又稱為道床名義應(yīng)力。由于道床的分壓作用，道床內(nèi)各層應(yīng)力是不相同的，道床應(yīng)力隨距軌枕底面的距離加大而減小。

　　計(jì)算道床應(yīng)力時(shí)，通常采用簡(jiǎn)化方法。假定應(yīng)力按內(nèi)摩角由軌枕底部邊緣向兩側(cè)擴(kuò)散，見下圖。道床應(yīng)力計(jì)算時(shí)分為三層，即第一層：枕底至軌枕寬度方向應(yīng)力擴(kuò)散線的交點(diǎn)k1；第二層：k1至軌枕長(zhǎng)度方向應(yīng)力擴(kuò)散線的交點(diǎn)k2，h1≤h＜h2；第三層：k2點(diǎn)以下，h≥h2。

　　h1＝（b/2）cotфh2＝（e/2）cotф

　　式中，b為軌枕寬度（m）；ф為應(yīng)力擴(kuò)散角（°）；e為軌枕有效支承長(zhǎng)度的一半（m）。

　　道床內(nèi)各層應(yīng)力的計(jì)算公式為

　　道床第一層的應(yīng)力為枕上壓力Rd除以枕底有效支承面積的一半，與計(jì)算點(diǎn)所處道床深度無(wú)關(guān)。但考慮到因軌枕?yè)锨安痪鶆蛑С幸鸬恼淼讘?yīng)力分布的不均勻性，第一層內(nèi)應(yīng)力需乘以不均勻系數(shù)m（通常取1.6）。道床第二層應(yīng)力與軌枕寬度無(wú)關(guān)，但與軌枕長(zhǎng)度有關(guān)。道床第三層的應(yīng)力與軌枕長(zhǎng)度和寬度均無(wú)關(guān)，只取決于應(yīng)力擴(kuò)散角和距軌枕底部的深度。路基面的應(yīng)力計(jì)算方法與道床應(yīng)力計(jì)算方法相同，但需依道床總厚度判定路基面所處位置，選用上述三個(gè)公式之一進(jìn)行計(jì)算。中國(guó)路基面一般處于按上述道床分層的第二層。道床應(yīng)力和基面應(yīng)力應(yīng)當(dāng)不小于其容許承載能力。中國(guó)的有關(guān)規(guī)定∶碎石道床的容許應(yīng)力為0.49MPa，新建路基基面容許應(yīng)力為0.13MPa，既有線路基基面的容許應(yīng)力為0.15MPa。

　　石碴顆粒間的接觸應(yīng)力不同于上述道床名義應(yīng)力，它比道床名義應(yīng)力大得多。但顆粒間接觸應(yīng)力目前尚無(wú)可靠的計(jì)算方法。據(jù)前蘇聯(lián)的試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，枕底石碴間的平均接觸應(yīng)力高達(dá)１680MPa，路基面附近石碴間的接觸應(yīng)力也有590～800MPa。而石灰?guī)r材料的強(qiáng)度為290～3570MPa，花崗巖材料的強(qiáng)度為1120～4000MPa。因此，雖然經(jīng)過道床以，道床風(fēng)床內(nèi)的石碴會(huì)產(chǎn)生較大磨損，出現(xiàn)粉化，從而造成道床變形。