基于蠕变试验路堤工后沉降的数值模拟

研究目的：为了保持轨道的平顺性和稳定性，高速铁路要求路堤的工后沉降为零沉降，而红层属于C类填料，易崩解、软化，此研究为了验证将红层粉碎后作为高速铁路路堤填料的可行性。 研究方法：将红层填料经过粉碎（小于2mm以下），同时将试样的密实度提高到95％，对试样采用逐级单轴加载，每一级加载为一个月左右，直到试样破坏；同时以逐级加载的压缩蠕变曲线试验结果为基础，对蠕变曲线的减速段采用K—K—H模型进行拟合，根据拟合的结果，采用数值模拟对填筑高度为10m路堤的工后沉降进行了预测。研究结果：由数值模拟结果知，路堤顶部的一年工后沉降为4mm，并在40d左右达到稳定状态。 研究结论：其结果论证了采用红层作为填料经过一定的施工工艺后能满足路堤工后零沉降的要求。     

红层软岩填筑路堤的离心模型试验

研究目的:考察红层软岩填料在不同压实度工况下的沉降特性,合理确定利用红层软岩填筑路堤的压实参数。研究方法:采用土工离心模型试验,验证红层软岩填料填筑路堤的适宜性。研究结果:红层软岩填料路堤的工后沉降随压实系数的提高而逐渐减弱,压实系数分别为0.87、0.90、0.93、0.97的工况下,最终工后沉降与路堤高度的比值分别为2.4‰、1.913‰、1.833‰、1.673‰,能够满足《200 km/h铁路暂规》对路基工后沉降控制标准的要求。研究结论:红层软岩可直接用作路堤填料,填筑压实系数宜控制在0.93以上。该研究成果对广大红层软岩地区的铁路、公路建设具有重要意义。     

利用红层泥岩填筑高速铁路路基技术的试验研究

研究目的:我国西南、西北、中南及东南等地区广泛分布红层泥岩,开展红层泥岩填筑高速铁路路基技术的研究,提出系统的红层泥岩填料使用方法与工程技术,对我国铁路建设具有重要意义.研究结论:通过室内土工试验、现场路基填筑试验、路基离心模型试验与现场原型路基沉降观测、现场原型路基循环加载试验等方法,系统研究了红层泥岩土填料工程特性、红层泥岩路基压密沉降、累积变形特性等关键技术问题.在此基础上提出了利用红层泥岩填筑高速铁路路基工程技术,主要包括红层泥岩填料制备标准、红层泥岩路基填筑压实标准、红层泥岩路基结构及设计参数、红层泥岩填筑施工工艺及要点等内容.工程实践表明,所提出的红层泥岩填筑高速铁路路基技术是合理、可行的.     

粉喷桩复合地基及软岩填料路堤的沉降控制研究

研究目的:采用土工离心模型试验,验证红层地区粉喷桩复合地基及软岩填料路堤的工后沉降是否满足设计控制标准的要求,以指导设计与施工。研究结论:通过试验段的实验研究表明:红层软岩填料的压实系数应控制在0.93以上,且路堤填完后至少6个月才能铺轨。在此条件下,粉喷桩复合地基路堤顶面的工后总沉降能够满足设计控制标准(沉降15 cm,沉降速率4 cm/年)的要求。验证设计采用粉喷桩(桩间距1.0 m,桩直径50 cm)复合地基及软岩填料填筑路堤是可行的。该成果对设计与施工具有重要的指导意义。     

遂渝线无碴轨道路基施工及沉降观测技术研究

研究目的：总结无碴轨道路基施工及其沉降观测的工艺方法和技术参数，验证软土路基桩网加固结构和红层泥岩改良的合理性，为今后制定类似工程施工的技术标准提供参考。 研究方法：按照四区段八流程、采用冲击碾压加速沉降的方法填筑路基，采用K30、Ev2、Evd检测手段检验路基碾压的密实度。采用埋设沉降板和剖面管方法，长期跟踪观测、记录路基沉降变化的数据，并编写程序预测远降变化的规律。 研究结果：桩网加固段和红层泥岩改良段路基的密实度达到了设计的要求。沉降板观测结果：预测总沉降为小于15mm，6个月沉降小于8mm，均满足工后沉降15mm的标准要求：20m不均匀沉降观测结果为7．89mm，小于20mm／20m的标准要求。研究结论：经高填方桩网路基施工技术和红层泥岩配制石灰拌和料回填碾压路基施工技术做的路基，通过了路基评估验收，满足时速200km无碴轨道的要求。     

富水红层路基碎石改良填料力学特性试验研究

研究目的:为解决富水区红层黏土路基含水率高、无法压实等问题,本文通过向原状土中掺入一定粒径配比的弱风化红层泥岩碎石,制成不同级配和含水率的改良填料,然后进行重型击实试验、大型直接剪切试验及无侧限抗压强度试验,以获得满足铁路路基填筑要求的填料方案。研究结论:(1)红层原状土通过掺入弱风化泥岩碎石可有效降低原状土的含水率,改良填料的最优含水率为10.26%,最大干密度为2.22 g/cm~3;(2)最优含水率时改良填料的黏聚力c为29.336 k Pa,内摩擦角φ为32.86°,相较于红层天然原状土抗剪强度有明显的提高;(3)改良填料的无侧限抗压强度在含水率为8.85%时最大,达到518.80 k Pa,随着含水率的增加其逐渐降低;(4)通过混合弱风化红层泥岩碎石与红层黏土的改良填料,不仅没有改变红层黏土特性,而且能有效降低原状土填料含水率,增加抗剪强度和抗变形能力,改良后填料的含水率和压实性能满足《铁路路基设计规范》要求;(5)该改良方案可为西南富水红层地区铁路路基基床以下路堤填筑工程提供参考。     

200km/h客货共线铁路红层泥岩基床填料动力特性研究

将红层泥岩用作客货共线铁路路基基床填料在国内还没有先例,红层泥岩是否能作为路基基床填料,其动强度和累积变形是否满足要求是关键因素之一.在遂渝线无砟轨道试验段对红层泥岩作为路堤本体填料可行性研究的基础上,本文进一步研究红层泥岩的动力学特性,研究红层泥岩用作达成铁路二线的路堤及路基基床底层填料的可行性.本文通过动三轴试验,得出在最佳含水率、一定压实度、不同围压条件下红层泥岩的动强度和累积变形等动力学特性,进而论证红层泥岩用作铁路路基特别是基床底层填料的可行性,为红层泥岩用作铁路基床填料提供重要的设计和计算参数.     

红层泥岩路堤离心试验研究

红层是一种特殊岩土,具有填筑密实度对含水量很敏感等特点。本文首先介绍了离心试验原理和方法,然后介绍了通过离心模型对采用最佳含水量填筑的、压实度分别为87%、90%、93%、97%的四种红层路堤的模拟,得到沉降与压实度、沉降与加速度、施工期与工后沉降与时间的关系,从而确定路堤填筑施工参数。     

无碴轨道路基关键技术探讨——以遂渝线无碴轨道综合试验段为例

研究目的:为适应我国客运专线建设的需要,铁道部组织开展了遂渝线无碴轨道综合试验,铁道第二勘察设计院联合西南交通大学等单位承担了遂渝线无碴轨道线下工程关键技术研究。研究方法:主要研究内容包括:(1)无碴轨道路基基床动力学特性试验研究;(2)地基沉降控制技术试验研究,其中重点研究桩-网结构路基和桩-板结构路基;(3)红层泥岩填料填筑无碴轨道路基适应性研究;(4)无碴轨道线下基础刚度匹配技术研究。本文结合遂渝线无碴轨道综合实验段路基工程试验研究和设计施工,就如何有效控制地基沉降、线下基础纵向刚度匹配、合理使用非良质填料三个客运专线无碴轨道路基关键技术问题进行探讨。研究结论:提出桩-网结构路基、桩-板结构路基适用条件及设计方法,提出路基面支承刚度及其设计应用,提出合理使用非良质填料的建议意见,并对客运专线无碴轨道路基设计、施工的关键问题进行了讨论。     

大何铁路水泥改良粉细砂路基稳定性研究

新建大何铁路为国铁Ⅰ级单线电气化铁路,其沿线广泛分布的粉细砂不符合路基填料要求。为节约建设成本,就地取材在DK25+550—DK25+850试验段对粉细砂进行水泥改良试验。本文对6个试验断面的分层沉降变形与横剖面沉降变形数据进行了对比分析,并对其稳定性进行了总体评价。研究结果表明:将5%水泥掺量改良粉细砂作为B组填料时,路基总工后沉降满足《铁路路基设计规范》规定的累积变形量不应大于200 mm和沉降变形速率不应大于50 mm/年的具体要求;水泥改良粉细砂路堤整体是稳定的,既满足设计要求,又节约了建设成本。     

预崩解炭质泥岩路堤填料工程性能试验研究

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,通过室内试验系统分析压实度、含水率以及酸碱环境对预崩解炭质泥岩路用性能、力学性能及渗透特性的影响,并结合娄底龙琅高速对其应用情况进行研究。研究结果表明:预崩解炭质泥岩的回弹模量、CBR值、抗压强度随压实度的增大呈线性增长,随含水率的增大呈现先增大后减小的波动趋势;CBR值和抗压强度随pH值的增大呈负相关变化,而回弹模量则随pH值的增大呈正相关变化;预崩解炭质泥岩渗透系数随压实度的增大逐渐减小,随含水率的增加逐渐增加,pH值的增大均可使渗透系数增大,其中压实度对预崩解炭质泥岩的渗透系数影响最大;随含水率的增加,预崩解炭质泥岩微观结构由粒状转变为片状,酸性环境下试样片状结构的厚度较碱性环境薄,碱性环境下试样微观结构呈块状且粉末状成分增多。     

天然B组填料在客运专线石质路堑填筑中的应用与推广

研究目的:通过试验研究天然B组填料能否在客运专线石质路堑换填中替代改良B组填料。研究结论:通过试验,已经顺利通过业主、咨询、设计、监理的评估验收,取料场料源和填筑工艺都获得较高评价,可大面积推广施工。该试验结果不但能够满足客运专线路基填筑的各项技术指标,而且采用天然B组填料替代改良B组填料,既提高功效,又降低成本。     

基于离散元数值模拟的桩承式加筋路堤土拱效应研究

桩承式加筋路堤能有效控制地基沉降和侧向变形,可快速填筑施工,大大缩短施工工期。土拱效应是桩承式路堤的主要工作机制,目前有多种模型。然而,对于不同路堤高度条件下桩承式加筋路堤土拱效应演化重视程度还不够。本文通过桩承式加筋路堤离散元数值模拟,验证了路堤变形为同心椭圆模式,高路堤条件下路堤存在等沉面且等沉面高度随路堤填筑高度增加而减小;揭示了填料高度增加下的桩承式路堤土拱效应变化规律以及桩承式加筋路堤土拱高度随路堤高度增加而降低的现象。     

改良膨胀土新线路基施工质量控制技术

膨胀土遇水膨胀、脱水干缩不能直接填筑路基,因此必须进行改良。改良膨胀土路基施工质量控制主要包括全线取土场土质调查与膨胀土物理性质试验、改良机理分析和方案选择、改良效果比较及参数确定。改良土拌和是使膨胀土与石灰产生理化反应,降低或消除膨胀性,增强水稳性和耐久性。改良膨胀土路基填筑质量控制包括基底处理、基床以下路堤与基床底层填筑、砂填层和复合土工膜铺设、基床表层级配碎石填筑、路桥(涵)过渡段路基填筑等环节。在用改良膨胀土填筑路基过程中,应对填料的液限、塑限、击实、无侧限抗压强度、无荷膨胀率、50kPa荷载下有荷膨胀率、胀缩总率、浸水72h崩解等进行复查试验。     

客运专线铁路路基B组填料施工工艺及质量控制

为确保客运专线铁路路基B组填料施工工艺及质量控制,结合工程实际,对武汉至广州铁路客运专线试验段B组填料的生产、填料级配试验、现场填筑工艺试验做了综合研究,对路基填筑压实检测指标K30、Evd、Ev2、n做了统计分析,并对B组填料的生产流程、工艺参数、填料的颗粒级配控制、现场填筑施工工艺及检测等方面作出了总结。     

新加宽路基填筑对既有路堤工后沉降的影响分析

本文根据某一路堤裂缝变化和沉降监测结果,结合理论分析,得出新加宽路基填筑过程中产生的外力使既有路堤开裂是由两者不均匀沉降引起.提出新旧路基连接的处理应从地基处理的材料和深度,加固路堤本体两方面来考虑的建议,为类似工程施工时需要采取怎样的措施防止既有路堤开裂,避免路基病害提供参考依据.     

高塑性黏土填筑高等级公路路堤技术尝试

按公路规范要求,高塑性黏土不能满足高等级公路对填料强度的要求。介绍了对这类土在不掺改良剂的情况下,利用其路堤填筑技术的室内研究和现场试验方法,通过控制其击实功、改进施工工艺增大其稳定性和强度,使所填筑的路堤质量满足设计要求,同时提出了控制填筑质量的压实标准和施工工艺要求。     

高速铁路利用停建路堤改造加固措施研究

张家口至呼和浩特高速铁路在进入呼和浩特东站地区时,需利用集包第二双线路堤线位。通过开挖探槽对已填筑路堤进行填料性质和压实质量检测,现场开展冲击压实和低能量强夯处理试验,并与废弃重建方案进行技术经济比较,最终确定采用低能量强夯结合堆载预压处理停建路堤的方案,可最大限度地利用停建的已填筑路堤,节省工程投资。沉降观测评估表明,强夯结合路基面预压处理后沉降较小,可以满足时速250 km有砟轨道高速铁路路基工后沉降控制要求,张呼高铁开通后,路基整体质量良好,满足高速铁路行车要求。