重載鐵路路基低液限粉土靜動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、重載鐵路是我國(guó)能源運(yùn)輸?shù)拇笸ǖ?，運(yùn)輸量的日益增大導(dǎo)致軸重和編組的增大，這勢(shì)必導(dǎo)致路基所受動(dòng)荷載幅值增大，頻率增高，歷時(shí)增長(zhǎng)，但我國(guó)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(zhǎng)期穩(wěn)定性，亟待開(kāi)展既有重載鐵路路基服役狀態(tài)的評(píng)估和加固研究，其中路基填料的靜動(dòng)力學(xué)特性又是這項(xiàng)研究工作的基礎(chǔ)。本文依托國(guó)家863課題，通過(guò)靜

2、、動(dòng)三軸試驗(yàn)對(duì)朔黃重載鐵路路基低液限粉土的靜動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)全面研究，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)通過(guò)直剪試驗(yàn)、靜三軸試驗(yàn)等獲得了低液限粉土靜強(qiáng)度參數(shù)c、(φ)值及其隨含水率與壓實(shí)系數(shù)變化的規(guī)律:CD試驗(yàn)表明靜強(qiáng)度參數(shù)隨壓實(shí)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(shí)系數(shù)的增大而增大。UU試驗(yàn)表明粘聚力c值隨飽和度的增大先增大后減小，隨壓實(shí)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(shí)系數(shù)的增大而增大。
　　(2)通過(guò)三軸持續(xù)振動(dòng)試驗(yàn)，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(shí)系數(shù)）、初始靜應(yīng)力狀態(tài)（圍壓，固結(jié)比）和動(dòng)力荷載（動(dòng)幅值，頻率，振次）等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，分析了這些參數(shù)對(duì)振動(dòng)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(yàn)條件下，塑性累積應(yīng)變的增長(zhǎng)與頻率增加、動(dòng)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(fù)相關(guān)關(guān)系。

4、
　　(3)采用Monismith指數(shù)公式、半對(duì)數(shù)公式、張勇經(jīng)驗(yàn)公式以及波爾茲曼方程對(duì)“穩(wěn)定型”、“破壞型”累積塑性應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合。結(jié)果表明:波爾茲曼方程對(duì)“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(duì)“破壞型”累積塑性應(yīng)變曲線擬合效果最佳。
　　(4)動(dòng)三軸強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)飽和度、振動(dòng)次數(shù)對(duì)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(duì)應(yīng)液化應(yīng)力比越大。飽和低液限粉