砂質(zhì)板巖粗粒土高填路堤蠕變試驗(yàn)及數(shù)值分析研究.pdf

1、目前國內(nèi)大力興建高速鐵路，需要穿越高山丘壑等障礙，不可避免地出現(xiàn)高填方路堤。粗粒土具有壓實(shí)性能好、抗剪強(qiáng)度高等特性，廣泛應(yīng)用于高鐵路基工程。粗粒土高填路基的長期沉降（蠕變）問題顯得尤為突出。針對粗粒土高填路堤蠕變問題，本文結(jié)合中國鐵路總公司科技項(xiàng)目“艱險(xiǎn)困難山區(qū)高速鐵路路基關(guān)鍵技術(shù)研究”課題，以滬昆客運(yùn)專線湖南段芷江北站高填方路基砂質(zhì)板巖粗粒土填料為研究對象，通過大量理論研究、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算，對粗粒土路堤的蠕變變形進(jìn)行

2、了研究，主要研究內(nèi)容及研究結(jié)論如下:
　　(1)以砂質(zhì)板巖粗粒土填料為研究對象，結(jié)合高填方路基沉降變形機(jī)理與工程特點(diǎn)，在大型固結(jié)儀上進(jìn)行一維壓縮蠕變試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)粗粒土具有明顯的衰減蠕變特征。在蠕變試驗(yàn)基礎(chǔ)上對粗粒土蠕變本構(gòu)模型的建立進(jìn)行深入探討，選取或構(gòu)建能夠反映粗粒土蠕變變形特性的蠕變模型，采用改進(jìn)的高斯-牛頓法，編寫模型參數(shù)辨識計(jì)算機(jī)程序，發(fā)現(xiàn)H-K模型能很好地描述該粗粒土蠕變特性。
　　(2)設(shè)計(jì)不同含水狀態(tài)、不同顆

3、粒組成及不同壓實(shí)程度下的粗粒土試樣，對粗粒土蠕變影響因素進(jìn)行壓縮蠕變試驗(yàn)和蠕變正交試驗(yàn)，利用H-K模型分析影響因素對粗粒土高填路堤長期沉降的影響，結(jié)果表明:①在不考慮其他因素的條件下，使用干燥態(tài)或飽和態(tài)的粗粒土填料能夠減小粗粒土高填路堤長期沉降，或使用粗粒與細(xì)粒含量之比為70∶30的粗粒土填料減小路堤長期沉降，或增大粗粒土填料的壓實(shí)系數(shù)來減小路堤長期沉降;②正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蠕變各因素的主次順序?yàn)?壓實(shí)系數(shù)（主）、顆粒組成、含水率（次）。

4、r>　　(3)利用單點(diǎn)沉降計(jì)進(jìn)行粗粒土高填路堤現(xiàn)場沉降觀測，發(fā)現(xiàn)砂質(zhì)板巖粗粒土填料在填高不超過12m的情況下，路基填筑完成后三個(gè)月的工后沉降約占最終累積沉降量的20％。在VC++編譯環(huán)境下，將H-K模型進(jìn)行FLAC3D二次開發(fā)，并對滬昆客運(yùn)專線DK369+440和DK369+618兩個(gè)高填路堤的蠕變沉降進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，發(fā)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算值與實(shí)測值比較吻合，驗(yàn)證了H-K模型及其參數(shù)的合理性。對蠕變影響因素進(jìn)行數(shù)值分析，得到與壓縮蠕變試驗(yàn)相似的結(jié)論