随着列车朝着高速、重载的方向发展,有砟轨道会产生道床变形、板结和道砟颗粒磨损、破碎等危害,使得轨道变得不平顺,道床稳定性降低,严重危及列车的行车安全。动力稳定车作为大型养路机械,在新建铁路和大修线路上应用广泛,可以迅速提高道床的稳定性,恢复道床内部弹性,提高轨道的平顺性。我国在利用动力稳定车作业保证施工质量方面的理论研究还有待深入,动力稳定车作业下作业参数对道床质量的影响缺少相应的理论指导。实际工程中,根据现有经验可以得到,稳定作业次数过多会导致道床质量下降,次数过少又很难达到道床质量要求,因此,对动力稳定作业下有砟道床的力学特性进行研究是必要的。本文在综合分析国内外研究现状的基础上,根据研究需要,首先开展道砟箱试验,道砟箱尺寸为1000mm×700mm×550mm(长×宽×高),根据动力稳定车稳定作业时的工作原理,进行动力稳定作业试验,对道床的力学特性变化规律进行分析;随后利用离散元法建立等比例的道砟箱数值模型进行数值仿真分析,通过与试验结果对比,验证离散元数值分析的合理性;最后,建立有砟道床全尺寸数值模型,研究道床在不同激振频率和位移幅值工况下的力学特性及其变化规律。论文的主要研究内容和结论如下:搭建道砟箱试验平台,模拟动力稳定车对有砟道床的稳定作业,分析激振频率为30Hz、32Hz、34Hz、36Hz、38Hz和40Hz共6组频率下道床的力学特性变化规律。结果表明:在稳定作业过程中,道床的密实度、累积沉降量以及横向阻力都有了较大的提高,这是因为随着稳定作业的进行,道床由松散状态变得密实。随着激振频率的增加,道床的密实度、横向阻力和沉降量都呈现先增大后减小的趋势,激振频率在36Hz时达到最大,说明该激振频率的稳定作业对该模拟道砟试验箱的稳定效果更好。为了验证采用离散元软件EDEM进行动力稳定作业数值分析的合理性与有效性,建立等比例道砟箱离散元仿真分析模型,并设置和道砟箱试验相同的激振频率和边界条件。仿真分析结果表明:对离散元模型采取相同频率作业时,仿真结果和试验结果在趋势上和数值上具有很高的相似性,并且同样在激振频率为36Hz时,道床的稳定效果最好。说明通过此离散元数值模型进行有砟道床动力稳定作业模拟是可行的,其结果是有效的。在道砟箱离散元仿真分析的基础上,深入研究有砟道床稳定作业下的动力学特性,建立了有砟道床全尺寸离散元数值仿真模型,首先在保证水平激振位移幅值不变的条件下,改变激振频率进行稳定作业仿真分析研究。分析轨枕位移幅值为2mm时,水平激振频率在20Hz、25Hz、30Hz、35Hz和40Hz的稳定作业下的道床力学特性变化规律。结果表明:当激振频率为30Hz时,道床的稳定效果最好;随后研究在激振频率为30Hz时,分析激振位移幅值为0.5mm、1mm、1.5mm和2mm时稳定作业下的道床力学特性变化规律。结果表明:当激振频率为30Hz,激振位移幅值为1mm时道床的稳定作用效果最好。