黄土状路基土动态回弹模量特性研究

通过室内重复加载三轴试验研究一种典型黄土路基土在最佳含水量、90%压实度下的回弹特性,分析回弹模量对侧向应力、偏应力的依赖关系。试验方法采用参照美国AASHTO路基土与未处治粒料回弹模量试验规程(T307-99)的三轴重复加载测试方法。研究结果表明,黄土路基动态回弹模量有较强的围压应力依赖性,围压越高,回弹模量值越大。而且黄土路基动态回弹模量有一定的偏应力依赖性,偏应力越高,回弹模量值越大,但相对于对围压的依赖则较弱。     

长江口细砂在崇启通道工程中的应用

利用大型移动式足尺加速加载设备MLS66,通过现场百万次加载的全程监控和动态分析,从湿度状态、模量衰减、塑性变形累积等方面,揭示了自然环境和反复荷载耦合作用下公路结构的工作状态和工程响应特征,全面论证了利用长江口细砂填筑高等级公路低填路基的可行性,为公路长期性能保障措施的设计与实施奠定了科学的基础,并且根据长江口细砂的工程特性实现了公路建设的资源节约化。     

基于MMLS3的半刚性基层沥青路面材料冻融试验研究

基于MMLS3加速加载设备,综合考虑了湿度、温度、荷载耦合作用,提出了荷载-冻融试验系统,既克服足尺寸试验周期长、消耗大的不足,又避免传统室内试验方法的尺寸效应。主要介绍了小尺寸加速加载试验设计方案,并根据缩尺路面结构,制定了光纤光栅传感器测试方案,分别在结构面层顶、上基层中部、下基层中部埋设了传感器,用于测试加速加载过程中的应力应变场和温湿度场,研究路面在有无冻融条件下的损伤演化规律。试验结果表明,冻融作用下的路面结构试件在加速加载过程中损伤劣化速度明显快于无冻融的路面结构试件,小尺寸加速加载试验方法可以用作路面结构冻融损伤程度评价。     

车轮在动态弯曲载荷作用下的应力分析

应用Abaqus软件对某钢制车轮在动态弯曲载荷作用下的应力分布进行了仿真计算,并研究了不同加载方式对车轮应力计算结果的影响。将不同加载方式下所得车轮应力危险点应力变化情况与试验结果进行对比。结果表明,动态加载方式所得应力结果与测试结果较为接近,说明在对弯曲载荷作用下钢制车轮应力进行仿真时宜采用动态加载方法。     

三维应力状态下沥青混合料动态模量归一化

沥青混合料的动态模量是路面力学响应分析和结构设计的重要参数之一。为客观表征不同应力状态、试验温度及加载频率等试验条件对沥青混合料动态模量的影响规律，建立复杂服役条件下沥青混合料的动态模量预估模型，揭示沥青混合料动态模量的服役状态相关性。首先开展了不同温度、不同加载速率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸强度试验，揭示了不同温度下沥青混合料强度随加载速率的幂函数变化规律，为模量试验应力比的确定提供了依据。进而据此开展了不同温度与不同加载频率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸动态模量试验，提出了以等效应力比表征三维应力状态下模量试验应力比的沥青混合料动态模量分析方法，并基于时-温等效原理，采用Sigmoidal函数，建立了基于三维应力状态下等效应力比的动态模量归一化预估模型，实现了不同试验方法下沥青混合料动态模量的统一表征。研究结果表明：不同试验温度与应力状态下沥青混合料的强度均随加载速率的增大而增大，基于等效应力比表征的三维应力状态下模量试验应力比可实现不同试验条件下沥青混合料动态模量的统一表征，避免了路面结构设计时人为选取材料模量设计参数导致的设计结果不确定性。研究可为提...     

大轴重条件下重载铁路路基变形特性研究

随着重载铁路列车轴重的不断增加,作用于路基上动应力也随之增大,进而引起路基塑性变形和弹性变形的增大,严重影响了列车的安全运行。通过对路基现场动态测试和室内分级加载动三轴试验,分析了不同压实度的重载铁路路基土体的塑性变形和弹性变形随动应力增大的变化规律,为预测轴重增加条件下的路基稳定性及变形的发展规律提供依据。     

掺粉煤灰气泡轻质土动态回弹模量特性研究

为了适应公路路基工程设计的需要,对掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量开展了室内试验研究.采用正交试验方案开展动三轴试验,对胶凝材料用量、粉煤灰掺加比例、水胶比影响气泡轻质土动态回弹模量的程度进行对比分析.结果 表明:胶凝材料用量影响最大,粉煤灰掺加比例次之;在不同围压和偏应力的组合加载条件下,当轴向应力和围压同步等量增大时,掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量随之增加;仅轴向应力增加时,动态回弹模量随之减小.并基于JTG D30-2015《公路路基设计规范》推荐的通用模型,建立掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量预估模型.     

胶粉改性沥青混合料动荷载力学响应分析

为研究动荷载作用下胶粉改性沥青路面实际的力学响应,依托“全域路面加速加载试验研究”课题,设计不同掺量胶粉改性沥青与混合料试验方案,采用全域路面加速加载试验设备评价路面结构受力变形,通过加速加载试验获取实测动态应变响应数据,研究各结构层应变响应规律。结合有限元数值模拟,基于所编写的加载程序,研究变温条件下胶粉改性沥青路面各层的动力响应情况。结果表明：采用微观测试、马歇尔试验与SHRP试验分析得到70#沥青改性所用的废胶粉最佳掺量;试验分析得到胶粉改性沥青混合料性能技术参数;借助全域路面加速加载试验,构建有限元模型,对比分析了不同路面结构、不同轴载作用次数下的车辙变形规律。     

黄土路基动态回弹模量与CBR相关关系

通过室内承载板法和重复加载三轴试验研究1种典型黄土路基土在最佳含水量、3种压实度下的回弹特性,分析了动态回弹模量与强度指标室内CBR的相关关系。重复加载三轴试验方法采用参照AASHTO路基土与未处治粒料回弹模量试验方法的三轴重复加载试验方法。研究结果表明,黄土路基动态回弹模量和CBR均随着压实度的增加而增加,动态模量与CBR和压实度呈幂函数关系。     

基于径向基函数神经网络的路基土动态回弹模量

通过室内重复加载三轴试验测试某路基土在3个含水量(最佳含水量-3%、最佳含水量和最佳含水量+3%)和3个压实度(91%、96%和100%)下的动态回弹模量值,构建了基于径向基函数神经网络的路基土动态回弹模量预估模型,得到了模型的参数取值。模型参数重要性对比结果表明,影响路基土动态模量的因素的重要性顺序为:含水量压实度围压偏应力。     

作为路基填料的细砂液化风险分析与评价

细砂作为路基填料使用，必须考虑细砂振动液化的问题。该文通过对细砂液化条件的分析，以及细砂液化试验的研究，探讨作为公路路基填料的细砂发生液化的可能性。结果表明细砂不具备发生液化的条件，填筑的细砂路堤液化风险较小。     

压实黄土路基静动态回弹模量相关关系研究

通过室内承载板法和重复加载三轴试验研究1种典型黄土路基土在最佳含水量、3种压实度下的回弹特性,分析了静动态回弹模量的相关关系.重复加载三轴试验方法参照美国AASHTO路基土与未处治粒料回弹模量试验规程(T307-99),制定了三轴重复加载测试方法.研究结果表明,黄土路基静动态回弹模量均随着压实度的增加而增加,而且静动态回弹模量相差比较大,动态回弹模量大约为静态回弹模量的3.8～4.5倍.     

不同湿度粘性路基土动态回弹预估研究

研究以滤纸法测量了粘性路基土基质吸力,获得了土水特性曲线。通过动三轴试验,研究了不同含水量下粘性路基土动态回弹模量,并于试验后以滤纸法测量土样的基质吸力,并探讨了粘性路基土动态回弹模量与基质吸力的关系。研究表明,粘性路基土动态回弹模量随循环偏应力和含水量的增大而减小,随基质吸力的增大而增大。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在现有偏应力和体应力为变量的三参数复合模型基础上引人基质吸力的影响,进而提出综合反映湿度和应力状态的动态回弹模量预估模型。通过对试验数据进行回归分析,结果表明所选模型具有较高的决定系,证明所选综合考虑应力和湿度影响的模型具有较高的合理性与可靠性。模型的建立,不仅为南方多雨地区评价路基土在环境和交通荷载作用下长期性能提供了依据,也为基于动力学的路面结构设计提供了参数。     

粉煤灰混凝土应力腐蚀特性试验研究

利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置,研究了三分点加荷与Na2SO4腐蚀溶液耦合作用下,应力水平、试验龄期、干湿循环等试验参数对粉煤灰混凝土力学性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以有效地改善水泥混凝土的应力腐蚀状况。相对于常规试验条件和普通混凝土,在以Na2SO4为腐蚀介质的溶液中,应力的存在会明显地加速粉煤灰混凝土的腐蚀破坏,并且随着应力水平增加、试验龄期延长和干湿循环次数的增多,其破坏作用越大。     

行车荷载作用下路基动态竖向应力测试研究

为了研究交通荷载对高速公路路基的影响,在不同交通荷载、车速及车型的情形下,对谷竹高速公路27标段路基进行了动态竖向应力测试。结果表明:在荷载作用下,路基竖向应力随深度增大而逐渐衰减,且在路基浅层衰减较慢,然后加速,达到一定深度后,再次变缓。随着交通荷载增加,路基工作深度及竖向应力也会随着增大,但荷载增到较大后,工作深度的增幅会降低。在相同交通荷载情形下,路基浅层竖向应力会随着行车速度增大而减小,但车速变化对路基的工作深度影响较小。车型对路基的影响与理论相符,增加后轴轮胎数目可以减小交通荷载对路基的影响。     

达成铁路红层泥岩改良土路基激振试验研究

为研究红层泥岩改良土作为达成铁路路基基床底层填料的适应性,进一步扩展红层泥岩在铁路路基工程中的应用,在掌握达成铁路红层泥岩改良土物理力学性质的基础上,使用ZSS50循环加载设备对红层泥岩改良土路基进行了现场激振试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载作用下降雨前、后基床的动态特性及沉降规律.试验结果表明,红层泥岩改良土路基的动态指标及工后沉降等均满足设计要求.     

MEPDG路基土动态回弹模量预估模型参数标定——以山西省河运高速公路为例

为了得到某地区回弹模量的预估方程,采用英国GDS室内重复加载三轴试验系统研究了山西省河运高速公路黄土路基土在3种含水率(OMC-3％,OMC和OMC+3％)和3种压实度(91％,96％和100％)水平下的动态回弹模量值.试验方法采用AASHTO路基土与粒料回弹模量试验方法(T307-99)制定的三轴重复加载试验方法.利用测试得到的135个回弹模量值和对应的应力水平对力学经验法路面设计指南(MEPDG)推荐的路基土回弹模量预估模型进行了非线性回归参数标定,得到了研究地区的动态回弹模量预估表达式.     

滨海细砂路基淤塞机理模型试验

为了探索滨海地区细砂路基在施工期降雨入渗作用下是否存在淤塞现象,揭示其淤塞机理,自主设计并构建用于验证细砂填料渗流-迁移-淤塞现象的模型试验系统装置;考虑滨海细砂路基砂芯结构的压实状态、湿度状态以及降雨条件等因素,采用模型试验系统装置,研究分别采用细砂和含细粒土细砂这2类细砂路基填料压实成型的砂柱在不同降雨强度和降雨历时下各层位的渗透性、颗粒级配以及湿度变化规律。研究结果表明:在足够大的降雨强度以及相应的降雨历时条件下,入渗水流将引发滨海细砂路基淤塞现象;整个砂柱以及下层砂柱的渗透系数最终呈现出稳定降低的趋势,上层砂柱的渗透系数最终呈现出大致趋于稳定的趋势;砂柱最上层细砂填料细粒组含量的降幅以及砂粒组含量的增幅均为最大,砂柱最底层细砂填料细粒组含量的增幅以及砂粒组含量的降幅最大;各层砂柱的湿度呈现出从上往下增加的规律,并且砂柱中存在明显的干湿分界线;底层细砂填料的持水度明显提高,使得细砂填料的重力排水功能明显降低;细砂路基淤塞宏观上表现为砂芯排水功能衰减以及下层砂芯长时间处于高含水率状态,细观上表现为不同层位细砂粒组的迁移以及迁移的粒组对下层细砂孔隙通道的淤塞作用。     

加速加载下沥青路面地震波模量分析

为探索沥青路面地震波模量与路面响应的关系,在细砂路基上的半刚性基层沥青路面进行了MLS66足尺加速加载试验,同时进行了加载区域地震波模量的测试,分析了地震波模量与加载次数、路面温度、车辙变形以及沥青面层底部拉应变的定性或定量关系.结果表明:在加速加载试验过程中,地震波模量随加载次数的衰减过程大致可分为迅速衰减及稳定降低阶段,前一阶段中平均衰减速度为0.1 GPa/万次,模量减少值约占总地震波模量降低值的75％,后一阶段衰减速率降低一个数量级;地震波模量与车辙永久变形呈二次多项式关系;地震波模量与上面层层底温度的变化趋势相反,多项式模拟可较好地表达二者关系;地震波模量与面层层底纵、横向应变变化趋势相反,且变化程度相当.     

不同荷载形式下的路基粗粒土填料稳定性分析

采用传统三轴试验法和PFD~(3D)软件构建路基粗粒土填料模型分析了不同静载荷作用和循环荷载作用下的路基粗粒土填料各项力学性能。研究结果表明:静荷载和循环荷载作用下,路基粗粒土的体积应变均会发生体缩变形向体胀的转变。静荷载作用下,随着偏应变的增大,不同围压下的粗粒土应力比呈现出一个先增加后保持不变的趋势,围压较高路基土填料体积应变和应力比最大处对应的偏应变较大;循环荷载下,路基粗粒土应力比随着时间步数的增加在极短的时间内达到最高峰值,随后围绕平衡位置上下波动;偏应变在荷载加载阶段呈线性增大,在荷载卸载阶段呈线性减小,不可逆变形值接近于0. 013,表明路基填料具备了较大抗变形能力。