有砟轨道是现阶段无缝线路的主要结构形式之一,并且因为其适应性强的特点在各种环境中被广泛应用。桥梁地段、道岔区、曲线地段等特殊地段的无缝线路应用更是对有砟道床阻力的研究提出了更高的要求。受荷载多样性以及轨道结构样式的影响,上述地段更容易出现道床状态的变化,这就对道床阻力提出了轨道框架层面上的研究需要。因此,本文建立了由五根轨枕组成的离散元有砟道床,围绕多根轨枕组成的轨排结构进行有砟道床的力学特性、接触特性以及运动特性分析,确定轨枕加载数量、道床断面以及轨枕质量对道床纵横向剪切行为的宏细观变化影响特征,具体研究如下:1.本文通过对多根轨枕组成的轨排结构进行纵横向加载,对比了不同轨枕加载数量影响下的力学特性、接触特性以及运动特性变化,研究发现:(1)考虑多根轨枕加载时会导致道床纵横向阻力减小。(2)由于轨排结构产生的综合影响,横向加载时的砟肩、纵向加载时的枕心部位二者在接触特性上受影响较大,配位数及接触点特征变化明显。(3)针对横向加载的砟肩、纵向加载的枕心进行运动特性研究。研究发现考虑轨枕加载数量加载时会导致枕端道砟松散,动能增加,更容易发生滑移和飞砟现象;而纵向剪切行为中的枕侧道砟会随着轨枕数量的加载根数增加导致配位数增加,动能减少,容易随着轨枕发生整体纵向移动现象。2.设置无砟肩堆高道床与枕心堆高100mm时的道床分别研究道床横向与纵向剪切行为,确定道砟量的变化对轨排效应的影响。研究发现:(1)砟肩堆高对于道床横向剪切行为具有较大的影响,不但会影响到枕端阻力的大小,也会影响枕侧阻力的增长。不同的砟肩堆高程度会对有砟道床的接触特性与运动特性产生不同的影响,砟肩道砟较多时更容易受到轨排作用的影响。(2)枕心道砟是影响道床纵向剪切行为的关键因素,相比较而言,充足的枕心道砟可以提供较大的纵向阻力,也就更容易受到轨排效应的影响。也必须考虑到少砟情况下的枕侧道砟易松散,相应的运动特性增长也就越快。3.通过改变轨枕密度的方法研究不同轨枕质量对道床纵横向剪切行为的影响,研究发现:(1)轨枕质量可以有效增加轨枕的纵横向阻力大小,纵横向阻力增强的来源主要是枕底分阻力。(2)轨枕质量的增加不但能够增加竖向应力的大小,也能够有效改变轨枕底部道砟围压的大小,降低了轨枕垂向位移量,维持了框架结构的稳定。