張呼和吉琿客運專線鐵路黏性地基土物理力學(xué)特性試驗研究.pdf

1、地基是鐵路路基的基礎(chǔ)，主要由碎石土、砂石、巖石、粉土和黏性土組成。由于張呼和吉琿客運專線鐵路經(jīng)過處存在大量的黏性地基土，應(yīng)測定該黏性地基土的工程性質(zhì)，以確定其是否滿足承載力、變形和穩(wěn)定性的要求，并為地基加固設(shè)計提供依據(jù)。本文采用室內(nèi)基本物理力學(xué)特性試驗，測定了張呼和吉琿鐵路客運專線兩類黏性地基土的液塑限、顆粒密度、顆粒粒徑組成、含水率、密度、壓實等基本物性指標(biāo)，以及壓縮、剪切、滲透等力學(xué)特性，主要研究工作及成果如下:
　　 (1

2、)對兩類地基土試樣進(jìn)行了界限含水率、顆粒密度、顆粒分析、含水率、密度、擊實等室內(nèi)基本物性指標(biāo)試驗。根據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)確定了張呼鐵路地基土在測試土層深度范圍內(nèi)均為粉質(zhì)黏土，吉琿鐵路地基土在測試土層深度范圍內(nèi)由上往下依次為粉質(zhì)黏土、粉土、黏土;兩類地基土的粒徑主要集中在0.075mm以下，0.075mm以下的顆粒粒徑所占百分比均大于75％，兩類土均為細(xì)粒土;采用Z2重型擊實試驗，得到兩類土的最大干密度和最優(yōu)含水率，并由地基土的干密度，測定了這

3、兩類地基土的壓實系數(shù)均在0.9左右。
　　 (2)采用標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗方法測試了兩類地基土的壓縮模量、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)、前期固結(jié)壓力以及彈塑性變形，分析了不同計算方法對固結(jié)系數(shù)和前期固結(jié)壓力的影響，并采用不同試驗方法計算了滲透系數(shù)。兩類地基土的壓縮性基本相同，均屬于中壓縮性土;隨著固結(jié)壓力的增大，壓縮模量增大，固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)均減小，且均表現(xiàn)出明顯的非線性變化規(guī)律;基于卡薩格蘭德(Casagrande)法，提出了一種采用多項式擬

4、合e-lgp曲線，且通過人為增加曲線末端直線段試驗點來控制曲線末端直線形態(tài)的確定前期固結(jié)壓力的方法，并計算了兩類地基土的前期固結(jié)壓力值，與吉琿鐵路地基土的前期固結(jié)壓力比，張呼鐵路地基土的前期固結(jié)壓力值更大;采用“f”法計算得到的前期固結(jié)壓力值與卡薩格蘭德(Casagrande)法的相對誤差為18.2％;采用5種常用計算方法對張呼鐵路兩個試樣在400kPa下的固結(jié)系數(shù)進(jìn)行計算表明，不同計算方法得到的固結(jié)系數(shù)基本相等;通過壓縮回彈試驗表明，

5、同一應(yīng)力路徑下，兩類地基土的彈性變形基本相同，但吉琿鐵路地基土的塑性變形更大;變水頭滲透試驗和固結(jié)試驗兩種試驗方法測定的同一類土的滲透系數(shù)基本相同，兩類地基土的滲透系數(shù)約為i×10-7～10-8cm/s(i=1～10)，均屬于滲透性弱的土。
　　 (3)在直剪試驗中，采用固結(jié)快剪試驗，測試了兩類地基土的抗剪強度參數(shù)，分析了吉琿鐵路地基土的含水率對凝聚力和內(nèi)摩擦角的影響。隨著垂直壓力的增大，張呼鐵路地基土應(yīng)力應(yīng)變曲線由軟化型向硬化