神朔鐵路路基凍害特性及防治措施研究.pdf

1、神朔鐵路路基長期處于季節(jié)性凍融循環(huán)和大軸重荷載作用下，導(dǎo)致路基產(chǎn)生不均勻變形，極易劣化失效，嚴(yán)重影響著線路的正常運(yùn)營與安全。因此研究神朔鐵路路基填料的凍脹特性，提出合理的凍脹防治措施，對于神朔鐵路既有路基的凍害防治具有重要的工程意義。本文通過對神朔鐵路河?xùn)|運(yùn)輸段K222～K223凍害嚴(yán)重路段的路基填料進(jìn)行常規(guī)土工試驗(yàn)，分析了其基本物理特性;采用無荷載、靜荷載以及動荷載三種加載條件下封閉不補(bǔ)水的凍脹特性試驗(yàn)，探討了初始含水率、壓實(shí)系數(shù)、冷

2、端溫度、荷載值以及動荷載頻率對凍脹特性的影響及規(guī)律;建立相應(yīng)的水熱耦合模型和凍脹模型，分析了神朔鐵路既有路基的溫度場、水分場和應(yīng)力應(yīng)變場的變化規(guī)律，并對比分析了隔熱層的凍脹防治效果。本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)對于無荷載條件下的路基填料來說，當(dāng)初始含水率在15％時(shí)，沒有凍脹產(chǎn)生;當(dāng)含水率分別為18％和21％時(shí)，試樣凍脹率隨壓實(shí)系數(shù)的增加及冷端溫度的降低出現(xiàn)較為明顯的增大。
　　(2)從無荷載條件下試樣的含水量變化可知，初

3、始含水率每增大3％，同一條件下未凍土段的最大水分遷移量增大約1％以上。
　　(3)在靜荷載和動荷載條件下，路基填料的凍結(jié)深度基本不受荷載的影響，但試樣的最大凍脹量比無荷載條件下壓實(shí)系數(shù)0.93、初始含水率18％、冷端溫度-5℃的試樣分別小3.59mm和0.98mm，說明荷載對凍脹變形具有一定的抑制作用。
　　(4)靜、動荷載條件下試樣凍結(jié)試驗(yàn)后的含水率分布情況大體一致，未凍土段的水分明顯向凍土段產(chǎn)生了遷移，但試樣的總含水量不