室内波速试验及其对K30和Ev2预估方法的研究

地基系数K30及变形模量Ev2是我国铁路设计规范中用以控制路基不同结构层现场填筑压实质量的重要力学指标。我国幅员辽阔,各地填料土质多变,许多地方合格填料缺乏,在以往的工程实践中,填料填筑于路基上经分层碾压之后,地基系数K30和变形模量Ev2现场检测不能满足标准要求,需要换填合格填料或进行土质改良,给现场施工带来很大麻烦和不必要的经济损失。为了解决上述问题,通过波速试验建立路基质量现场控制指标K30及Ev2的室内预估方法,对路基现场填料选取具有指导意义,避免了填料选取的盲目性,同时对改良土的的配合比设计也具有重要作用。     

客运专线路基压实检测指标的试验研究

针对我国客运专线路基压实检测方法和检测指标过多,利用武广客运专线岳阳段2种典型填料的击实试验和现场4种检测方法的检测结果,对路基压实检测方法与检测指标进行分析.研究结果表明:对中、粗颗粒填料用统一的孔隙率来控制压实度具有不合理性,基床底层的28%和本体的31%的孔隙率要求与相应的压实度95%与92%不匹配;一次变形模量E(ι1)和地基系数K_(30)之间有较好的相关性,可用同一函数进行拟合,当K_(30)为150 MPa/m时,E_(ν1)约为35 MPa;建议完善路基压实检测方法,修正检测指标以保证路基压实质量,简化路基压实检测的程序.     

中低速磁浮低置结构路基基床关键技术研究

为了确定基床合理的技术参数,完善其技术标准,对时速200 km及以下的中低速磁浮低置结构路基基床关键技术进行理论分析研究,采用布什理论明确动荷载影响深度,采用动变形、临界动应变控制指标明确不同基床填料所需的最小变形模量,据此进一步明确了基床结构、厚度、填料及其压实标准,并与现有技术标准进行对比。研究结论如下:(1)低置结构路基基床厚度可取为1.5 m,按两层结构设计,基床表层厚为0.3 m,基床底层厚为1.2 m;(2)基床表层采用级配碎石或A组填料填筑,压实系数不宜小于0.95,地基系数K_(30)不小于150 MPa/m;基床底层采用A、B组填料或改良土填筑,压实系数不小于0.93, A、B组填料地基系数K_(30)不小于130 MPa/m,改良土填料地基系数K_(30)不小于100 MPa/m;(3)本文研究成果与现行应用成果相比,基床结构尺寸、压实标准等进行了合理减小或降低,其设计结果更为合理,也较为经济。     

蒙华铁路路基全风化软质岩填料碾压工艺试验

研究目的:蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料占全线挖方总量近七成,设计采用全风化软质岩作为基床以下路堤填料。为得到全风化软质岩填料现场填筑时的合理含水率、松铺厚度和压实工艺,通过室内土工试验分析其基本物理力学性质,并开展现场填筑试验研究其作为基床以下路堤填料的碾压施工关键控制参数及工艺。研究结论:(1)全风化软质岩填料的矿物成分中含有高达17. 3%的富铁白云母,液限wL=42. 1%≥40%,塑性指数Ip=14. 0,为高液限粉质黏土,属于D组填料;(2)现场填筑时,控制松铺厚度h≤0. 35m、含水率w∈(wopt-3%,wopt),能达到地基系数K30≥80 MPa/m的设计要求,对应的压实系数K≥0. 95;(3)提出了全风化软质岩填料的合理碾压组合方式,即静压2遍+弱振1遍静压1遍+强振1遍静压1遍+静压2遍;(4)试验得出的结论可指导全风化软质岩在我国铁路路基工程中的应用。     

路基压实质量Evd评价建议标准试验研究

研究目的:Evd检测是目前国际上日益广泛采用的新型路基质量无损快速检测方法.但对我国铁路路基所使用的宽泛填料来说,Evd路基质量检测标准尚未进行系统试验研究,Evd路基质量检测标准尚未建立.本文选择有代表性的9种填料进行大型室内填筑试验,在不同压实条件下测试地基系数K30、压实度K(或孔隙率n)、动态变形模量Evd.通过对Evd与K30、K、n的相关关系研究,提出Evd路基压实质量建议标准,并通过现场测试对提出的建议标准进行验证.研究结论:建立了适用于<新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定>的Evd路基压实质量评价标准建议值,通过现场验证表明建立的Evd压实质量建议标准是合理的,可为相关规范修订提供依据.     

铁路路基压实指标K30、Ev2、Evd对比分析

通过对铁路路基压实检测力学指标K30、Ev2、Evd之间检测原理的对比分析,表明K30、Ev2均反映了土的变形模量,是路基承载力大小的体现,是路基刚度大小参数,现场实测时建议以K30为主;Evd测试仪较静态变形模量Ev2各方面比较起来具有优势,已成为路基检测技术的发展方向。现场实测时,可作为首选检测指标,当Evd测试值检测合格后,再启用其他检测方法。     

川藏铁路路基红层泥岩改良填料试验及施工压实技术研究

针对川藏铁路成雅段沿线富水红层黏土路基含水率高、无法压实等问题,在原状红层黏土中掺入一定粒径配比的弱风化红层泥岩碎石改良填料,通过室内物理力学性质试验,确定了原状土与泥岩碎石的质量比例为1:1和2:3的两种改良填料。采用现场施工试验,测定两种改良填料的地基系数K_(30)、压实系数K和孔隙率n,探索合理的现场施工压实技术方案。研究结果表明:(1)改良填料1和2均级配良好,属于B组填料;(2)改良填料1相比改良填料2具有较高的最大干密度(2.22g/cm~3)和较低的最优含水率(10.26%);(3)随着含水率的增加改良填料的无侧限抗压强度逐渐降低,在最优含水率和压实系数为0.95时,改良填料1和2的无侧限抗压强度分别为424.1 kPa和219.1 kPa,均满足规范要求;(4)推荐施工压实技术方案为,在虚铺厚度为35 cm时,20 t压路机的合适碾压方式为先静力碾压1遍,然后微振动碾压1遍,最后强振动碾压6遍;经现场测试,各项指标均满足规范要求,能较好地应用于基床底层以下的路堤填筑。     

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.     

戈壁地区高速铁路路基填筑试验研究

通过兰新铁路第二双线路基试验段某工点戈壁土现场填筑试验,采用地基系数、静态变形模量、动态变形模量、孔隙率4种参数对路基质量进行检测,探讨戈壁土的物理特性、含水率、碾压机械、压实厚度等不同施工参数对压实效果的影响,提出合理碾压组合工艺。由力学检测指标间相关性分析表明各指标间具有一定的相关性,但相关性一般。由物理检测指标间相关性分析可知孔隙率检测标准有待减小。提出戈壁地区压实检测标准建议值,现场实测时建议以地基系数和孔隙率或压实系数为主,可有效保证填筑质量,加快施工进度。研究结果可为类似工程质量控制、检测提供参考。     

高速铁路路基压实力学控制指标试验研究

通过高速铁路路基压实力学控制指标现场对比试验及对试验结果的分类统计分析,得出了地基系数K30与变形模量Ev2、动态变形模量Evd与变形模量Ev2的相关关系,分析了地基系数K30和变形模量Ev2试验方法的异同处,并对地基系数K30试验方法提出了修改建议,可为铁路路基相关规范、标准的制定(修订)提供参考。     

高速铁路复合地基褥垫层压实质量检测方法研究

针对复合地基褥垫层碎石压实质量检测方法中地基系数K30和压实系数K存在检测效率低、离散性大等问题,开展动态变形模量E_(vd)检测褥垫层碎石压实质量的相关研究。通过大量现场试验结果可知:动态变形模量E_(vd)与地基系数K30、压实系数K具有一定的相关性,并且在E_(vd)≥35 MPa时,基本达到《高速铁路设计规范》(TB10621-2014)中基床以下路堤K30≥130 MPa/m、K≥0.92的压实控制标准要求。因此,建议使用动态变形模量E_(vd)作为复合地基褥垫层压实质量检测方法,并将E_(vd)≥35 MPa作为其压实控制标准。     

大粒径填料二次变形模量Ev2对比试验研究

通过对国内外标准进行研究,提出了承载板直径为40、60 cm的二次变形模量E_v2试验的试验方法。结合北京至上海高速铁路、北京至石家庄客运专线新建铁路路基施工现场的对比试验,对试验数据进行分析,得出承载板直径为30、40、60 cm的二次变形模量E_v2试验结果之间的相关关系,分析了填料最大粒径对试验结果的影响。     

客运专线基床底层砾石土填料物理力学性质试验研究

对取自武汉—广州客运专线路基基床底层的砾石土填料开展颗粒分析、相对密度、多种击实、大型剪切/压缩/渗透等粗粒土特种土工试验。得到以下结论:(1)粗细颗粒含量适当的无黏性砾石土填料,较易形成密实骨架结构,从而获得优良力学性能,并表现出较好的可压实性;(2)良好级配的砾石土填料,对应规范要求孔隙率的压实系数偏低,采用压实系数作为控制指标更为严格、可靠;(3)运用构建的"模量折减率法"和"卸载回弹率法"分析发现,压实系数0.90和0.95分别对应骨架疏松和密实土体结构状态,并在强度、变形和渗透性能等方面差异明显。     

兰新第二双线戈壁土路基填料填筑试验研究

在兰新铁路第二双线某试验段分别采用重锤夯实、冲击碾压和重型碾压处理的地基上,进行以戈壁细圆砾土为填料的现场路基填筑压实试验研究.研究结果表明,采用戈壁细圆砾土作为填料时,填料的粒径应在6cm及以下,并采用取土场挖坑灌水渗透方法进行填料拌水施工;填筑的松铺系数为1.1,基床底层和基床以下路堤的虚铺厚度分别为35和40 cm,最优含水率为3％,最佳碾压方式为静压1遍、强振3遍、弱振2遍、再静压2遍;为加快路基压实质量的检测速度,建议现场检测压实质量以地基系数K30和压实度K或孔隙率n为主控指标,且基床以下路堤的孔隙率n≤23％,基床底层路堤的孔隙率n≤21％;用3种地基处理方法处理后的路基经堆载预压,其沉降稳定较快,工后沉降均满足铺设无砟轨道的设计标准.     

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。     

加筋土挡墙背后填料压实及质量检测方法研究

加筋土挡墙背后2 m范围内不宜采用大型压实机械进行压实,只能采用平板振动夯和小型压路机进行压实,压实时的虚铺厚度应根据压实机具的质量确定。对于平板振动夯,虚铺厚度不宜大于15 cm,压实8遍时可满足压实质量要求。对于小型压路机,工作质量大于1.5 t时,虚铺厚度不应大于20 cm;工作质量小于1.5 t时,虚铺厚度不宜大于15 cm,且均需碾压10遍。可用动态变形模量E_(vd)代替地基系数K_(30)作为挡墙背后填料压实质量的力学控制指标,此时应满足动态变形模量E_(vd)35 MPa。     

兰新第2双线铁路路基戈壁土填料试验研究

以兰新第2双线铁路新疆地区试验段路基工程为依托,通过室内级配试验研究该地区戈壁土填料的级配特征、沿线的变化规律及其适用性;根据室内标准击实试验和现场填筑压实试验,研究粗料含量、颗粒级配、最大粒径、压实功能和松铺厚度等主要影响因素对戈壁土填料压实性的影响规律,提出填料的改良方案。试验和研究结果表明:该地区戈壁土填料颗粒粒径分布广,粒径不均匀,填料均缺失粒径1～2mm粒组;沿线由东向西使用的填料中粗粒填料的含量越来越多,最大粒径越来越大,最大干密度呈增大趋势,最优含水量和最密实时的孔隙率呈减小趋势;适宜的松铺厚度与填料最大粒径有关,最大粒径越大适宜的松铺厚度越大,但这时底层的压实效果较差,因此需要控制最大粒径;松铺厚度与地基系数之间呈反比关系;在其他施工工艺相同条件下,压路机吨位增大,地基系数和二次变形模量值显著增加。     

循环载荷作用下基床力学特性对道床影响的动态模型试验研究

针对既有线提速改造及高速客运专线设计与施工中遇到的轨道与路基参数的合理匹配问题,以室内动载模型试验研究为依托,配制6组不同密实度的土样,对轨道与路基结构进行了动应力、弹性变形、塑性变形、反应模量等项目的测试,并通过不同压实系数下模型试验测试结果的对比分析,得出基床、道床弹塑性变形以及反应模量的变化趋势,探讨了轨道与路基结构地基系数、压实系数及动静刚度等参数之间的发展规律,提出基床对道床影响的临界值,即:基床压实度为0.93时,基床临界动刚度值为75 MPa/m,基床临界动弹性变形为1.5mm,道床的临界动刚度值为110 kN/mm。对基床与道床参数匹配及相互动力作用的规律研究,为既有线提速改造及新线轨道与路基结构参数设计具有重要意义。     

干湿循环作用下不同密实状态粉土压缩特性试验研究

以江苏省新沂地区粉土为研究对象，对经过不同干湿循环次数(N_wd)的粉土试样开展侧限压缩试验，研究干湿循环作用对不同密实状态粉土压缩特性的影响。结果表明：不同密实状态下粉土孔隙比总体上随着干湿循环次数的增加而减小，压实系数越高，粉土压缩指数随干湿循环次数的线性增加规律越明显；长期干湿循环作用(N_wd≥3)对粉土侧限压缩应变影响较大，粉土压实系数越高，其侧限应变出现峰值时的干湿循环次数越多；低压实系数下粉土在压力100～200 kPa时的压缩模量总体变化规律与割线模量一致，出现了较大的波动性，波动数据点位于两个指数函数包围的区域内；随着压实系数的增加，粉土的压缩模量及割线模量波动性减弱，均与干湿循环次数间呈指数函数关系。     

地基系数、变形模量和动态变形模量的测试与对比

针对铁路客运专线对路基检测技术的要求，介绍地基系数K30、变形模量Ev2、动态变形模量Evd三种力学性能指标的测试原理、测试方法；结合京沪高速铁路实践，对各指标实测值进行对比、分析，指出Evd检测可以代替K30、Ev2检测，Evd指标与物理检测指标共同使用，能够全面反映路基压实情况并保证工程质量。