土木工程道路鐵道工程外文翻譯--估計鐵路軌道特性的概率方法（譯文）

1、1中文 中文 13200 字出處： 出處：Engineering Structures, 2011, 33(7): 2120-2133.估計鐵路軌道特性的概率方法Rhayma N, Bressolette P, Breul P摘要： 摘要：由于鐵路網(wǎng)絡的退化和昂貴的維護費用，當今鐵路工程面臨著許多問題。再加上缺乏幾何知識和軌道的力學參數(shù)，鐵路的優(yōu)化維護管理變得很艱難。在這種背景下，本文提出一種新的方法分析鐵路軌道的特性。該方法結合了新的

2、診斷設備，該設備能夠獲得許多重要的數(shù)據(jù)，從而得到幾何和力學參數(shù)以及基于非入侵式方法的統(tǒng)計量，并且該非入侵式方法能夠加上任何力學模型。對于研究參數(shù)（參數(shù)之間的相關性的分布和影響），許多結果都顯示了這種方法的可行性。在不久的將來，這種方法將會給鐵路管理人員帶來許多重要的信息，以便進行優(yōu)化維護操作。關鍵詞： 關鍵詞：隨機有限元方法、隨機配置、拉格朗日多項式、鐵路軌道1. 1. 介紹 介紹在當代計算力學領域中，均認為力學和幾何參數(shù)對數(shù)值模型有重

3、要的影響。為了滿足這一要求，這有一種可行性：選擇一些特定情況下不定參數(shù)的特殊值（極值、均值）然后估計這些情況下相應的力學響應，最終就一個給定的破壞準則而言，其保留了最不利的情況。這種策略通常在試驗中使用，但是該策略非常值得商榷，因為最不利情況下的選擇是由一連串情況組合的，其中不自然地包含了所有可能的情況。最嚴謹?shù)慕鉀Q方案實際上是使用一種基于概率的策略方法（1-8）。在本文中，這種類型的策略，提出了對鐵路軌道特性的概率分析。鐵路工程正遭受

4、著因鐵路網(wǎng)退化帶來的諸多問題，而這些鐵路網(wǎng)需要重要和昂貴的維修工作。由排水問題，相對沉降、層退化帶來的鐵路受損和必要的維修措施造成了路基不同地層的非線性力學和幾何特征，所以提高軌道水平變得更加艱難。由于缺乏對這些非線性的了解，以及其對軌道行為可能帶來的后果，因此制定一個優(yōu)化的維護管理變得更加困難。因此，為了以逼真的方式描述動力荷載作用下鐵路軌道的特性，有必要使用一種數(shù)值模型來分析力學和幾何參數(shù)的不確定性。在過去的幾十年，已經利用了幾個基

5、于有限元（FE）方法來研究鐵路軌道的整體與局部的特性（9）。為了考慮這個隨機不確定性，我們很自然想到利用隨機有限元法（SFE）（10-20）。本文選擇的解決方案是以分析不確定性傳播為目的，通過數(shù)值模型來描述軌道段的力學特性。通過此方案，鐵路管理者就可以對不同的解決辦法進行分析和比較。3相應側輪[22]平均垂直位移之間，通過對一段 200 米的距離進行每 10 厘米的測量方式得到的。在這個實驗中，使用的 Mauzin 車具有 8 車軸并且

6、其速度為 160 公里/小時。此標準偏差被認為是軌道和維護操作的一個劣化指標，并且軌道和維護的運行是根據(jù)這個指標進化編程操作的。一個使用軌道幾何測量和維護操作數(shù)據(jù)的計算機應用程序稱為 TIMON，目前在法國應用。這個應用程序演示了軌道的演變,提供了一個系統(tǒng)的隨訪和前瞻性分析。瑞典鐵路管理器（Banverket）使用滾動剛度測量車輛（RSMV）。這種技術是基于軌道剛度的測量，它是用來標記沿線鐵路需要進行維護的位置。在英國，落錘彎彎沉儀（F

7、WD）[26]：使用從測試中獲得的偏轉數(shù)據(jù)，對軌道下部的彈性模量的值進行估計。2.2、互補的診斷設備 互補的診斷設備對于鐵路結構每個組件的或者可變性來說，之前提出的方法不能夠評估和分離物理力學特征。在過去的十幾年里軌道診斷工具的進程已經完成：幾個技術應運而生，來測量連續(xù)或定位點（26）。考慮到變異量雖然是隨機的，但過程還是可能的。最近在工作中設備的測試及使用被提出。三種不同的設備在本研究中已被使用：地面穿透雷達（GPR），光動針入度（P

8、anda）和地緣內鏡檢查。所述 GPR 是一種快速，非破壞性檢查裝置來估計鐵路軌道子結構的完整性（27）。 如圖 3 所示,非接觸式測量裝置允許數(shù)據(jù)收集操作的速度。探地雷達提供連續(xù) top-ofrail 子結構層和厚度的測量（道砟，底砟，路基）。應該注意到,測量水分含量和敏感材料密度。GPR 也可能能夠從干凈的道砟中區(qū)別出結垢的道砟（27）。光動力觸探（Panda）（28、29）可以測量土的垂直方向的抗力。測試使用驅動錐(2、4 或

9、10 平方厘米)且在最后一組棒使用錘子。對于槌的每次打擊，滲透和沖擊能量的深度被記錄來計算動態(tài)錐阻力（QD）與荷蘭式相應的深度。與獲得原位測試標準比較，以前的研究已經證明了結果的可靠性﹝30﹞。然后使用 Buisman 對土體模量進行近似估計：第一錐形阻力涉及體側限壓縮彈性模量（ ）（31、32）而體側限壓縮彈性 Eoed模量是與上述彈性模量（E）有關，具體如下： （1） ? ?? ?

10、? ?1 1 2 , 1oedv v Eoed qd E E v ? ? ? ? ? ? :其中， 取決于土壤性質，ν是泊松比取等于 0.3。為了使用這些相關性，就必須有 ?一個土壤表征。這可以通過使用地緣內鏡檢查來實現(xiàn)。地緣內鏡檢查（33）由一個小相機（8.6 毫米直徑），用于從與滲透試驗（圖 4）執(zhí)行的所述腔收集的圖像。該設備所允許的土壤聽診多達 8 米深。圖像處理后，就可以得到該結構的表征：厚度不同的層，土壤分類和材料氫氣的狀態(tài)。