郑西客运专线路基黄土填料水泥改良试验研究

通过大量的水泥改良黄土室内试验及理论分析,研究不同配合比下水泥改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性及水稳性,分析并得出影响改良黄土强度变化的主要因素有改良土体的含水量、水泥配合比以及改良土的养护龄期等。试验结果表明,经水泥改良后黄土的压缩性、强度及水稳性均得到很好的改善,满足设计要求,最终论证水泥改良黄土作为路基填料的可行性。     

郑西客运专线湿陷性黄土填料水泥改良及填筑压实工艺研究

研究目的:确定郑西客运专线湿陷性黄土填料的改良技术和填筑压实工艺。研究结果:水泥改良湿陷性黄土最大干密度随时间呈衰减趋势;水泥改良湿陷性黄土的压实厚度严格控制在30 cm以内,松铺系数为1.1～1.2;水泥改良陷性黄土不适合采用强振碾压,一般来说静压的施工效果较好,碾压遍数控制在4～5遍;水泥改良湿陷性黄土的含水率对压实度影响较大,含水量偏差应控制在-0.5%～ 1.5%;尽量缩短水泥改良土从拌和到碾压完成的时间,遵循“三快一密实原则“:快速摊铺、快速整平、碾压密实、快速检测,确保碾压和检测在水泥初凝前完成。     

客运专线水泥改良黄土路基填料填筑试验研究

根据郑西客运专线黄土填料水泥改良室内试验结果,选取6%水泥改良黄土路基填料进行现场填筑压实工艺及检测试验研究.通过水泥改良黄土时效性试验,确定以3 h对应的最大干密度作为最终压实检测指标;采用不同压实工艺对不同厚度改良黄土填料进行压实试验,得出选定水泥改良黄土路基填料松铺系数为1.1～1.2,松铺厚度为20～30 cm,最优含水率为12%,最佳的碾压方式为静压1遍、弱振1～2遍、继续静压2～3遍.路基沉降长期观测及工后沉降预测结果表明,在满足压实系数0.95的条件下,水泥改良黄土路基本体的平均沉降率为0.24‰,满足铺设无砟轨道路基的设计要求.     

水泥土桩复合地基中水泥黄土力学特性试验研究

水泥土挤密桩作为复合地基中的竖向增强体来处理软弱地基,得到了越来越广泛的应用。针对郑(州)西(安)客运专线建设,在郑州至新巩义(不含)ZXZQ01标段地基土中掺入无机结合料水泥进行改良。通过大量的室内试验,对水泥改良黄土的物理力学特性、强度特性等进行分析研究,得出水泥改良黄土的强度在不同因素下的影响规律,总结出水泥挤密桩地基不同的强度要求所需要的施工方案建议。     

高速客运专线路基改良填料的试验研究

基于高速客运专线对路基变形的严格要求，路基填料改良已成为高速铁路必须解决的问题。本文通过大量的土工试验和理论分析，研究了石灰改良黄土和水泥改良黄土的强度机理、压缩特性、水稳定性、强度特性以及影响这两种改良材料工程力学特性的主要因素，并进行了对比分析，为黄土地区高速客运专线路基填料的选择和应用，提供了参考依据。     

兰州水泥改良黄土拉压强度对比试验研究

对宝鸡—兰州客运专线王家沟隧道黄土及其水泥改良土进行室内无侧限抗压、轴向劈裂和单轴拉伸试验,分析含水率和压实度对黄土及水泥改良黄土强度特性的影响,量化分析水泥改良效果。试验结果表明:重塑黄土和水泥改良黄土的抗拉强度远小于其抗压强度;黄土改良前抗压强度为51～229 kPa,抗拉强度为4. 42～18. 37 kPa;改良后抗压强度为1 388～4 196 kPa,抗拉强度为99. 69～250. 75 kPa;黄土经掺加5%水泥改良后,抗压强度提高17倍,抗拉强度提高12倍,改良效果明显;含水率、压实度对重塑黄土与水泥改良黄土强度影响的变化趋势相同,但对重塑黄土强度特性的影响更显著。     

浅谈水泥改良湿陷性黄土干密度的时效性

研究目的:郑西客运专线铁路路基采用了水泥和石灰改良湿陷性黄土填筑,在填筑工艺性试验中出现了部分水泥改良土压实度难以满足设计要求,但是其力学指标均满足设计要求的现象。本文特针对此现象找出问题所在。研究结果:造成压实度不合格的主要原因是改良土压实度最大击实干密度的选择存在问题,作者通过室内击实试验分析,水泥改良黄土最大击实干密度存在时效性,随着水泥掺人的时间间隔不同,最大干密度呈现下降的趋势,认为选择4 h的最大击实干密度符合施工实际情况,检测的压实度均满足设计要求。     

循环荷载作用下水泥改良黄土路基的变形特性

对水泥改良黄土及重塑黄土在循环荷载作用下进行动三轴试验,研究围压、频率、振动次数、动荷载大小等因素对土样变形特性的影响。试验结果表明:与重塑黄土相比,水泥改良黄土的弹性变形和累积塑性变形较小,并随振动次数的增加而趋于平稳;在相同深度处,随着水泥掺量的增加,改良黄土的弹性变形及累积塑性变形逐渐减小;当埋深较浅时,水泥掺量是路基变形的主要影响因素,而当埋深较深时,埋深深度是路基变形的主要影响因素;得到不同水泥掺量的改良黄土路基累积塑性变形计算公式,为铁路路基的设计和动力稳定性评价提供依据。     

高速铁路路基黄土填料改良后的工程特性研究

以高速铁路路基黄土填料为研究对象,制备不同水泥掺量的黄土填料试样及重塑黄土试样进行动力性质试验,并对水泥改良黄土试验路堤的稳定性进行了评价。结果表明:抗振陷能力最强时试样的水泥掺量为6%~7%,且该掺量的水泥改良黄土经1 500次振动后动弹性模量趋于稳定,阻尼比的增长幅度很小也趋于稳定;当压实系数、地基系数、动态变形模量等均满足规范要求时,水泥掺量6%~7%的改良黄土路堤在施工期及工后的沉降变形均能满足设计要求。     

不同埋深的黄土填料特性及改良试验研究

研究目的:本文通过室内试验,对不同埋深条件下天然黄土和改良黄土的工程特性进行了对比分析研究,以合理确定高速无砟轨道路基填筑中,黄土填料的改良方法、掺合料和掺量.研究结论:试验研究表明,由于黄土具有大孔隙性、水敏性和湿陷性等工程特性,对于工后沉降标准要求较高的无砟轨道路基,不宜直接用作路基填料,必须进行改良,改良后的黄土,其压缩系数显著降低,强度和水稳性大幅度提高,从土样构成上消除了黄土的湿陷性.在施工质量(配合比、含水量、摊铺厚度、压实机械和压实度等)得以保证的前提下,改良黄土是能够满足高速无砟轨道路基的填料要求的.该研究成果对广大黄土地区的铁路、公路建设具有重要意义.     

高温养护下水泥改良风积沙抗压强度试验研究

研究目的:新疆和田至若羌铁路经过塔克拉玛干沙漠南缘,地表以风积沙为主,水泥改良风积沙是沙漠地区铁路路基基床填筑的关键技术。塔克拉玛干沙漠夏季地表温度最高可达70℃,水泥改良风积沙的力学性能和变形特性易受高温的影响,因此本文结合新疆塔克拉玛干沙漠的气候条件,开展水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验,研究70℃高温养护条件下水泥掺量和压实系数对水泥改良风积沙的应力应变特征、无侧限抗压强度、峰值应变和刚度的影响。研究结论:(1)水泥改良风积沙的应力应变曲线近似正态分布,具有右偏态的特性;(2)高温养护条件下,压实系数为0.95时,水泥掺量为4%、5%、6%对应的水泥改良风积沙无侧限抗压强度分别为0.38 MPa、0.52 MPa和0.78 MPa,峰值应变分别为2.2%、2.4%和2.6%,刚度分别为10.4 MPa、16.2 MPa和22.8 MPa;(3)与标准养护条件相比,高温养护条件下水泥掺量为5%、压实系数为0.95的水泥改良风积沙的无侧限抗压强度和峰值应变分别降低了5.5%、22.7%,刚度增大了5.9%;(4)新疆和田至若羌铁路夏季施工时,考虑70℃高温养护条件,掺量5%的水泥改良风积沙能满足基床底层填料设计要求,避开高温施工环境条件,掺量4%的水泥改良风积沙能满足基床底层填料设计要求;(5)本研究成果可为风积沙铁路路基基床的设计、施工提供参考。     

接触网系统各部件内部应力概率分布规律

采用有限元并结合改进算法的径向基神经网络RBF,判别接触网系统各部件内部应力的随机分布规律。以兰新线武嘉段接触网腕臂为算例,把安装角度、冰负载、承力索覆冰风负载、接触线覆冰风负载等参量作为基本变量,按各变量的分布规律随机地产生50组样本数据,通过有限元计算出每一组参数对应的内部最大应力,依据随机抽样规律抽取40组,按经验分布计算出对应的应力分布函数值。利用RBF进行模式识别得到应力符合威布尔分布,并用回归分析计算出正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布二个变量的相关系数。从相关系数和拟合图可以看出,应力符合威布尔分布最好,服从指数分布的可能性最小,RBF识别的结果与回归分析的结果是一致的。     

水泥土挤密桩在郑西客运专线新临潼车站的应用

研究目的:本次研究的主要目的是验证水泥土挤密桩在客运专线湿陷性黄土地区处理效果,为后续类似工程大面积应用提供主要的施工参数。研究结果:通过大量反复的工艺性试验充分证明水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土方面达到了预期的效果,消除了黄土的湿陷性,提高了复合地基的承载力,同时总结出一套成熟的施工工艺。     

粉砂改良土抗剪强度特性试验研究

通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、三轴压缩试验,对纯砂和水泥改良粉砂的强度特性进行试验研究,结果表明:该粉细砂存在一定的黏聚力,其最优水泥的掺入比为3.5%;水泥掺入对粉砂来说主要体现在c值的增长上,对φ值的影响不明显;水泥改良粉砂的强度随着龄期的延长而增加。     

干湿循环对水泥改良土疲劳强度影响的试验研究

通过振动三轴试验,研究干湿循环过程对水泥改良粉质粘土和水泥改良粉土疲劳强度的影响。结果表明:在动应力作用下,两种改良土的破坏均为脆性破坏;干湿循环次数对水泥改良土疲劳强度的影响与土类有关,而改良粉质粘土疲劳强度经1次干湿循环后,趋于稳定,而改良粉土疲劳强度经2次干湿循环后才趋于稳定;稳定后的疲劳强度大约下降为静强度的38%左右。水泥改良土的破坏塑性应变随干湿循环次数增加有所增加,但是不超过2%。     

西北干旱湿陷性黄土区增湿高能级强夯试验研究

研究目的:西北干旱湿陷黄土区土体含水量较低,一般在3%～8%之间,在现行规范的能级(8 500 kN.m)下直接进行强夯,影响深度比较小,都需要进行增湿处理。目前,采用高能级(大于10 000 kN.m以上)对西北干旱湿陷黄土地基进行强夯处理的案例较少,而采用增湿联合高能级强夯处理湿陷性黄土地基更是鲜有报道。为此,在国家建设大型储罐的基础上,开展15 000 kN.m直接高能级强夯和增湿联合15 000 kN.m高能级强夯试验对比研究,以期探索出一条适宜于西北干旱湿陷性黄土区增湿联合高能级强夯地基处理的施工工艺。研究结论:试验研究表明:在西北干旱湿陷黄土区直接进行15 000 kN.m高能级强夯、增湿联合15 000 kN.m高能级强夯消除湿陷的深度分别可达9.5 m、15.5 m,其强度参数均有近2倍以上的提高。通过这一试验,探索出一条适宜于西北干旱湿陷性黄土区增湿联合高能级强夯地基处理的施工工艺,可以为类似工程的地基处理提供借鉴。     

基于疲劳寿命理论的无砟轨道脱空等级划分

采用有限元软件ANSYS建立CRTSⅢ型板式无砟轨道模型,研究脱空形式和脱空程度对无砟轨道疲劳寿命的影响。采用混凝土弯拉疲劳方程计算无砟轨道疲劳寿命,计算时不考虑预应力和温度梯度仅考虑列车荷载的影响。计算结果表明,随着脱空程度增大,4种脱空形式均会显著降低无砟轨道疲劳寿命,且板端脱空的影响最大。据此提出了脱空等级划分原则,并依据无砟轨道疲劳寿命影响系数将无砟轨道脱空划分为轻度脱空、中度脱空和重度脱空3个等级。建议参照离缝的修补方法确定各脱空等级相应的修补材料和工艺。     

钢轨的疲劳重伤率分布规律与疲劳寿命预测

钢轨疲劳重伤是给定失效准则下的疲劳失效,它的失效概率服从威布尔分布。钢轨疲劳重伤累积失效率不大于10根·km-1时,与累计通过总重服从幂函数关系。计算表明,其误差不超过5 4%,满足工程统计预测的要求。分析钢轨疲劳寿命的影响因素,认为在考察钢轨疲劳寿命时,仅统计分析直线钢轨的疲劳重伤和折断是适宜的。统计分析4个区段钢轨疲劳重伤规律,统计数据与理论分布规律较好吻合。     

晋北地区黄土湿陷系数与其物理力学性质的相关性分析

通过对晋北地区大量的黄土室内湿陷性试验数据进行分析,研究黄土湿陷系数与天然孔隙比、天然密度、天然含水量、压缩模量、塑性指数和液性指数6种常规物性参数之间的相关性,结果显示:黄土湿陷系数与天然孔隙比之间呈正相关关系;与天然密度、天然含水量、压缩模量、塑性指数和液性指数呈负相关关系;探讨不同湿陷强度黄土的天然孔隙比、天然密度、天然含水量及液性指数的分布规律,结果显示:该地区湿陷性黄土的天然孔隙比大于0.6,天然密度小于1.9 g/cm~3,天然含水量小于22%,液性指数小于0.25。     

基于断裂力学的齿轮箱螺栓的失效分析及改进研究

指出由于铝合金齿轮箱和钢制螺栓的热膨胀系数不同．在齿轮箱温度升高后产生附加的温差载荷．此温差载荷是螺栓失效的根本原因，由此依据相关公式提出了改进措施。在对联接螺栓进行受力分析的基圳上应用断裂力学理论．对改进前后螺栓的疲劳寿命进行了预测。原结构的疲劳寿命短．不满足要求．改进后的结构满足要求：改进措施是有效的，这也为齿轮箱的设计提供了参考。并对45钢和40Cr这2种材质的螺栓进行了对比．进一步说明失郊的根本原因不是材质的问题．而是温差载荷