重載鐵路路基低液限粉土靜動力學(xué)特性研究.pdf

1、重載鐵路是我國能源運輸?shù)拇笸ǖ溃\輸量的日益增大導(dǎo)致軸重和編組的增大，這勢必導(dǎo)致路基所受動荷載幅值增大，頻率增高，歷時增長，但我國既有重載鐵路路基建造依照標(biāo)準(zhǔn)（普通鐵路規(guī)范）低，路基填料甚至采用低液限粉土。先天不足和后天服役環(huán)境的改變導(dǎo)致了既有重載鐵路路基病害多發(fā)，這直接影響了路基的承載變形性能和長期穩(wěn)定性，亟待開展既有重載鐵路路基服役狀態(tài)的評估和加固研究，其中路基填料的靜動力學(xué)特性又是這項研究工作的基礎(chǔ)。本文依托國家863課題，通過靜

2、、動三軸試驗對朔黃重載鐵路路基低液限粉土的靜動力學(xué)特性進行了系統(tǒng)全面研究，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)通過直剪試驗、靜三軸試驗等獲得了低液限粉土靜強度參數(shù)c、(φ)值及其隨含水率與壓實系數(shù)變化的規(guī)律:CD試驗表明靜強度參數(shù)隨壓實系數(shù)的增加而增加。不同圍壓下試樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線呈現(xiàn)硬化特征。剪切峰值隨圍壓、壓實系數(shù)的增大而增大。UU試驗表明粘聚力c值隨飽和度的增大先增大后減小，隨壓實系數(shù)的增大而增大。內(nèi)摩擦角(φ)值隨飽

3、和度的增大而減小，隨壓實系數(shù)的增大而增大。
　　(2)通過三軸持續(xù)振動試驗，研究了重載鐵路列車荷載反復(fù)作用下低液限粉土的變形特性。合理確定了土性（飽和度，壓實系數(shù)）、初始靜應(yīng)力狀態(tài)（圍壓，固結(jié)比）和動力荷載（動幅值，頻率，振次）等實驗參數(shù)，分析了這些參數(shù)對振動次數(shù)-塑性累積應(yīng)變關(guān)系的影響特性:變形特性分為穩(wěn)定型和破壞型;相同試驗條件下，塑性累積應(yīng)變的增長與頻率增加、動應(yīng)力比增加以及飽和度增加成正相關(guān)關(guān)系;與固結(jié)比增加成負相關(guān)關(guān)系。

4、
　　(3)采用Monismith指數(shù)公式、半對數(shù)公式、張勇經(jīng)驗公式以及波爾茲曼方程對“穩(wěn)定型”、“破壞型”累積塑性應(yīng)變曲線進行擬合。結(jié)果表明:波爾茲曼方程對“穩(wěn)定型”應(yīng)變曲線擬合效果最佳，且參數(shù)口為最大累積塑性應(yīng)變，Monismith指數(shù)公式對“破壞型”累積塑性應(yīng)變曲線擬合效果最佳。
　　(4)動三軸強度試驗發(fā)現(xiàn)飽和度、振動次數(shù)對液化應(yīng)力比影響顯著:飽和度增加，液化應(yīng)力比減小;破壞周次越小，對應(yīng)液化應(yīng)力比越大。飽和低液限粉