弱～强风化泥质粉砂岩物理改良试验研究

通过对天然状态下弱～强风化泥质粉砂岩的物理力学性质分析,提出采用掺入中粗砂来改良使其作为高速铁路路基填料的办法.并设计不同中粗砂掺入量情况下,弱～强风化泥质粉砂岩的击实试验、颗粒分析试验和CBR试验,以获得最大干密度、最佳含水量、颗粒级配和CBR值随中粗砂掺入量的变化规律,并通过对其碾压前后,以及干湿筛法土样的压实特性进行研究,从而确定最佳的物理改良方法.     

武广高铁无碴轨道路堑基床长期动力稳定性评价

基于室内疲劳动力试验所获得的临界动应力、疲劳动剪应变门槛及现场动响应测试成果,采用临界动应力法和动剪应变法,评价武广(武汉一广州)高速铁路无碴轨道红黏土路堑基床的长期动力稳定性,给出同时满足动强度和动变形条件的最小基床换填厚度理论值.综合考虑铁路路基构造要求、实测路基动响应影响深度、红黏土特殊工程性质、安全储备等因素,给出便于工程应用的红黏土基床最小换填厚度建议值,探讨含水比、围压对红黏土基床换填厚度的影响规律.研究结果表明:换填厚度随含水比的增大而增大,随围压的增大而减小;若路基满足动变形条件,则动强度条件就自动满足;动变形是高铁无碴轨道路基长期动力稳定的控制因素;动剪应变法是一种优于临界动应力法的高铁无碴轨道路基长期动力稳定性评价方法.     

新型全封闭膨胀土路堑基床振动特性模型试验

为满足膨胀土地区高速铁路对路堑基床长期动力稳定性的要求,设计新型全封闭路堑基床结构,并在室内进行足尺动力模型试验,研究循环荷载作用下新型基床结构的振动速度、基床动变形、动刚度分布规律,并采用有效振速法对基床的长期动力稳定性进行评价。研究结果表明:基床主要动力响应范围位于轨道中线及其两侧1.7m宽度内;基床表面最大动位移为0.3 mm,满足高铁路基面最大动变形小于1 mm的要求;防水结构层能够增加基床表面综合动刚度的均匀性,提高列车在运行过程中平稳性和舒适性;新型基床结构能够满足长期动力稳定性的要求。     

水泥改良泥质板岩土动力特性试验

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明:改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。     

强风化千枚岩路基填料室内水分迁移试验研究

水分是影响强风化千枚岩路基填料崩解、破碎的关键因素,决定着强风化千枚岩填筑路基的稳定性。通过滤纸试验测定了风化千枚岩填料的土水特征曲线,分析了该土样含水率与基质吸力的关系。应用自主研发的设备进行了强风化千枚岩填料水分迁移试验,通过对比试验分析了风积沙隔断层对强风化千枚岩填料水分迁移路径的影响,揭示了水分迁移机理。结果表明,风积沙隔断层可以改变强风化千枚岩填料的水分迁移特性,具有良好的隔水作用。     

红层软岩的压缩变形与弱面剪切试验

以湖南某高速公路的典型红层泥质粉砂岩为研究对象，通过现场路勘和岩石镜下薄片鉴定，研究了泥质粉砂岩的宏-微观特征，查明泥质粉砂岩的主要矿物组成为石英、斜长石、钾长石、白云母及铁质等．采用压缩变形试验分析了泥质粉砂岩的变形特性，并建立了考虑结构面闭合变形的泥质粉砂岩的弹性本构模型．通过弱面剪切试验分析研究了泥质粉砂岩软弱结...     

孔隙比对土体动力特性参数的影响-以豫东平原粉土为例

孔隙比是粉土重要的物性参数,影响着粉土的动力特性参数,进而影响到粉土场地的动力稳定性评价.为分析豫东平原粉土孔隙比对动力特性参数的影响规律,利用固定自由型共振柱测试仪,对取自豫东平原地区的粉土进行重塑共振柱试验,研究不同固结压力下粉土孔隙比对动剪切模量和阻尼比的影响.研究发现:不同孔隙比粉土动剪切模量随动剪应变的增大存在相同的衰减趋势,不同孔隙比粉土阻尼比随动剪应变的增大存在相同的增长趋势;固结围压一定时,粉土动力特性参数随孔隙比的增大而降低;在相同试验条件下,小孔隙比粉土的最大动剪切模量大于大孔隙比粉土的最大动剪切模量;用线性函数能较好地拟合粉土最大动剪切模量与孔隙比之间的关系.研究提出了适用于豫东平原粉土的动剪切模量比和阻尼比拟合函数及参数值,为粉土场地动力稳定性评价提供依据.     

改良土填筑过渡段基床底层的动力特性分析

通过动三轴试验及拟合参数法获得软岩改良土的动强度,以允许动强度为标准,评判软岩改良土可以作为基床底层以及路堤本体填料.同时,基于D'Alembert原理的能量弱变分和整体Lagrange格式,建立路桥过渡段半空间垂向耦合的动力计算模犁,进一步分析不同列车速度下路桥过渡段的动态响应特征,并通过现场实测数据对比验证模型的正确性.研究结果表明:在列车荷载下,竖向动位移幅值波动范围为0.05-0.35 mm,小于控制值;弹性应变幅值小于3×10~(-5),处于小变形阶段;竖向动应力幅值波动范围为15.5～19.5 kPa,远小于改良土的动强度;采用刚性过渡较合理,掺入5%水泥的改良土可用于其基床底层及路基本体的填筑.     

粉煤灰土的动剪强度试验研究

通过对路基填料粉质中液限粘土和粉煤灰土的动力循环荷载试验,分析了粉质中液限粘土和粉煤灰土1:2的动力特性,并进行了比较,得出了动剪强度与循环荷载次数间的变化规律,动模量与动应变的关系表达式,粉煤灰土1:2动剪强度好于粉质中液限粘土,可以作为路基填料。     

强风化软岩用于路基填土时的工程特性研究

强风化软岩用于高等级公路路基填土时，压实特性和湿化变形性能是评价填料性能的主要指标．通过对填料在不同压实度下的承栽比（CBR）试验研究，结果表明，CBR值随填料压实度的增大而增大；利用室内三轴剪切仪，对强风化软岩进行干-湿双线平行试验和在复杂应力状态下不同压实度的湿化变形试验研究，结果表明，填料在压实度为90％时，在较大的偏应力作用下，湿化不仅产生较大的附加轴向应变，而且还能引起相当大的附加体变和偏应变．湿化使填土的强度降低，可见提高路基填土的压实度是减少湿化变形和提高路基边坡稳定性的重要途径．