浸水作用下重载铁路基床动回弹模量衰减规律

以包神铁路某病害段土体为研究对象,制备不同压实系数、不同含水率的试样,利用GDS动三轴系统进行模拟浸水状态下的动力特性试验;使用自行研制的常水头马氏瓶模拟雨水自然浸入基床,构建动力湿化环境,研究浸水作用下重载铁路基床动回弹模量衰减规律及敏感影响因素。结果表明:浸水过程会打破土体的动力稳定状态,引发塑性应变的持续累积以及动回弹模量的持续衰减,累积程度和衰减规律受到压实系数的显著影响;压实系数为0.96的土体在浸水作用下循环加载至50000次时其累积塑性应变小于3%,而压实系数分别为0.9和0.93土体的累积塑性应变皆大于10%;压实系数越大的土体在浸水作用下动回弹模量衰减程度越大,压实系数分别为0.9,0.93和0.96的土体在浸水作用下其动回弹模量分别衰减22%,32%和42%;不同初始含水率土体的累积塑性应变和动回弹模量衰减规律相近。在试验数据基础上,提出了用动回弹模量构建的动力湿化作用下的土体软化模型,该模型体现了土体刚度受压实系数显著影响的特性,且具有较好的适用性。     

铁路路基填料施工含水量的确定

结合京秦线改造工程中路基施工的实际情况 ,运用有效应力原理、结合水原理等 ,从理论上分析含水量对不同填料路基压实度、沉降及抗剪强度的影响 ,并对不同填料在施工中所适用的含水量进行了总结。通过分析不同含水量路基土体的物理特性 ,进一步阐明了采用合理含水量或最佳含水量施工的重要性。     

基于连续检测的高速铁路路基压实质量控制方法

针对传统检测方法无法满足路基压实质量实时、全面控制要求的问题,开展了高速铁路路基碾压足尺模型连续检测试验,分析了路基压实过程中振动轮振动能量变化规律,建立了能量压实值与动态变形模量、地基系数和压实度的相关关系,对基于连续检测的路基压实程度、压实稳定性和压实均匀性进行分析。结果表明：振动轮振动能量随碾压遍数增大而增大,能量压实值与常规检测指标具有强相关性,可以作为高速铁路路基压实质量连续检测指标;采用考虑90%置信水平预测区间下限的压实质量连续控制值判断路基压实程度更符合路基实际压实状态;碾压区域内能量压实值平均增长率应小于2%,出现过压现象时应停止碾压;碾压结束后,各检测单元能量压实值应在碾压区域平均能量压实值的80%～120%范围内。     

基于机-土耦合模型的铁路路基连续压实质量控制方法

连续压实技术可有效保障路基压实质量,但由于连续压实检测方法和常规检测方法的检测范围相差较大,导致现场试验结果离散性较大,限制了连续压实技术的进一步推广。为建立连续压实检测结果与路基物理力学性质的关系,建立了考虑压路机行驶的机-土耦合模型,并提出了模型参数确定方法。分析了土体剪切模量对振动轮加速度时频域特性、机-土相互作用力以及连续压实质量控制指标的影响,并与路基碾压足尺模型试验结果进行对比。结果表明,模型能够准确反映机-土系统的动力特性。基于机-土耦合模型,提出了一种铁路路基连续压实质量控制方法,实现了根据铁路路基设计参数直接确定连续压实质量控制指标的合格值,为铁路路基连续压实质量控制提供了理论依据和新的实现方法。     

动荷载作用下高温冻土路基动力响应的模拟试验研究

高温冻土地区铁路路基,由于列车动荷载对土体产生扰动而影响其稳定性。通过分析影响冻土路基应力、变形及温度场等主要因素,建立冻土路基模拟试验装置;在路基内部及周围地表布设压力和变形传感器,并用自行设计列车动荷载加载装置对路基施加模拟荷载,进行冻土路基动力响应模拟试验。试验获得不同动荷载频率作用下路基周围地表变形以及内部土压力的变化规律。试验结果表明:动荷载频率对地表竖向位移及路基土压力的影响均存在一个临界值,采用适当的列车行驶速度可减小对冻土路基的挠动;路基内部温度场监测结果表明,动荷载可引起土体局部温升,建议采用积极的防护措施以保护路基的冻结状态。研究成果可为维护青藏铁路路基稳定提供参考。     

公路路基压实度标准提高后费用变化的探讨

路基压实度标准提高后土方压实的施工措施也要相应发生变化，同时压实方对应的土体数量也要发生变化。施工措施和土方数量发生变化后，相应的工程造价也会提高。此文详细分析了路基压实度标准提高后，机械碾压台班费用增加和相应区域土方数量及费用增加的计算方法，为路基压实度标准提高后费用的增加提供了很好的计算依据。     

考虑湿化的重载铁路粉黏土基床土体骨干曲线研究

动荷载增加与排水不畅是造成铁路基床病害的主要原因,考虑浸水作用的土体骨干曲线模型对于重载铁路扩能改造适应性评价有重要价值。进行了一系列不同动应力下的浸水动三轴试验,基于"单线法"分析了动力作用下的湿化变形、剪切模量及骨干曲线的变化规律。研究结果表明,在动应力幅值超过100k Pa后,土的湿化变形显著增加;剪切模量经历了前期压密、稳定、浸水软化三个阶段;通过引入归一化塑性应变指数,提出了基于H-D模型的土体湿化骨干曲线模型;与不同压实度下实测骨干曲线的对比分析,证明了模型的合理性与有效性。与传统骨干曲线模型相比,该模型可以描述土体浸水过程中的动力软化特性,为进行列车轴重增加情况下基床的湿化变形计算提供了依据。     

含水量和压实度对黏性土地基承载力的影响试验研究

含水量w和压实度K是影响黏性土地基承载力特性的2个关键因素.通过不同压实度条件下的平板荷载试验和抗剪强度试验,获得了压实度与地基承载力参数的关系数据;探讨了含水量变化时,土体内摩擦角(4)和黏聚力c的变化情况,研究了含水量对黏性土地基承载力的影响;对采用Hansen公式计算黏性土地基承载力提出了含水量修正建议.     

非饱和粉土土模压实度对现浇混凝土强度影响研究

"土模"作为传统模板施工工艺,不仅减少了混凝土模板的投入,节约经济成本,同时也降低了混凝土模板的周转使用周期,加快了工程施工进度。但土模受地质环境和施工条件影响较大,导致其应用范围不大。本文依托吕梁城市地下综合管廊工程对支护冠梁施工应用土模的可行性进行一系列试验,通过对现场不同压实度的土体中成型的现浇试件、同条件预制立方体试件以及标养立方体试件的28 d强度对比,发现混凝土的强度随着土体压实度的增大而提高,当压实度达到一定程度时,混凝土强度受压实度的影响变得极小;在低压实度条件下,混凝土水化、硬化前期受土体作用影响最大,其影响效果随着压实度的提高而逐渐降低。     

采用谐波比值法的路基碾压实时检测技术研究

在依靠理论研究的基础上利用压实度和振动频率间的正比关系,对压实度进行实时连续检测。结合高速公路建设中现场试验抽取的两种砂砾土压实度与加速度谐波比之间的关系表达式;通过回归探索发现了压实度谐波比的有效值等式和土体粒料组成的联系。探索结论可以直接使用到各等级公路路基基床压实检测工序中去,并且能够使压实检测工作提高效率,减少工序间隔时间,而且有助于在过程中进行压实度质量控制,在公路施工建设领域有着重要的意义。     

冲击碾压技术在湿陷性黄土路基整治中的应用

以颗粒分析、电镜扫描、荷载试验和黄土湿陷试验为主要手段,对冲击碾压整治后黄土路基的压实效果进行分析,探讨了不同能级冲击碾压处理条件下,湿陷性路基黄土粒度的成分、微结构、承载力、湿陷性、压实度的变化规律与影响深度,对黄土地区路基的大面积机械化施工有重要的参考价值和指导意义。     

基底模量对路基振动压实能量影响的数值计算分析

路基填筑时,基底模量的大小对上层振动压实具有较大影响。利用ABAQUS软件对两层土体现场振动压实和室内击实试验进行数值模拟,分析这两种情况中上层土体单位体积应变能最小值随基底模量的变化规律,表明基底模量对振动压实和击实试验应变能的吸收均具有较大影响,应变能最小值随着基底模量的增大而增大,呈非线性变化。归一化分析表明,振动压实与击实试验应变能最小值之比随着基底模量与上层模量之比减小而减小。当基底模量与上层模量之比超过0.8时,压实应变能最小值归一化比值超过0.9;当基底模量与上层模量之比超过0.6时,归一化比值超过0.8。这个结果对现场诸多工况具有参考意义。     

高速铁路路基填料质量对压实质量的影响分析

高速铁路路基填料质量对路基压实质量起着重要作用。根据我国高速铁路路基压实标准要求,以及铁路行业填料分类现状,分析了高速铁路路基填料的颗粒粒径、颗粒粒径级配、填料强度及填料性质对压实质量的影响;提出了高速铁路路基填筑前,应对填料的粒径级配及强度指标提出要求,或完善路基填料分类标准的建议。     

黄土湿化特性的三轴试验研究

研究目的：本文旨在通过三轴试验，研究黄土湿化应力应变关系、强度特征及影响因素。 研究方法：通过等围压固结湿化试验和三轴剪切湿化试验进行研究。 研究结果：获得不同围压条件下固结湿化变形随时间变化规律，初始含水量、压实度的影响规律；获得不同应力水平下湿化应力应变关系、剪切湿化变形规律以及湿化对强度的影响等成果。 研究结论：（1）湿化变形受初始含水量及压实度的影响很大；（2）湿化条件与不浸水条件下，应力一应变关系均表现为应变硬化特性；（3）剪切湿化体积变形随应力水平的增加而减小，轴向变形随应力水平的增大而增大；在同一应力水平下，体积变形与轴向变形均随平均主应力的增大而减小；（4）湿化不仅降低了黄土的强度，也降低了黄土达到破坏时的应变。     

铁路路基压实质量连续检测指标的相关性及影响因素

依托兰张(兰州—张掖)铁路施工段开展现场试验,对路基压实质量检测指标之间的相关性及影响因素进行分析,研究了激振力、碾压速度对压实计值(CMV)变异系数的影响;基于回归分析得到CMV与动态变形模量E_vd、土体刚度G_eo、压实度K等压实质量检测指标之间的相关系数,并比较了不同压实工艺对CMV相关性校验的影响。结果表明：激振力引起的CMV变异系数偏差为6.74%～7.39%,碾压速度引起的偏差为1.46%～2.11%,激振力对CMV稳定性影响更大;激振力对CMV相关性校验影响显著,而碾压速度和碾压遍数对其影响较弱;鉴于CMV和Evd检测的便利性及两者之间良好的相关性,进行路基压实质量连续检测时宜采用CMV连续检测为主、传统E_vd检测为辅的方法,并在连续压实控制中尽量保持激振力稳定。     

基于公路路基压实度标准提高的施工措施

针对新颁公路设计规范中提高了路基压实度标准,增大了施工难度的情况,分析了材料的压实特性和最佳含水量对压实施工的影响,并在分析各类压实方式的基础上,提出了各类压实机械使用中一些针对性措施。     

基于MFCC的路基土密实度识别技术研究

研究目的:室外路基土连续压实技术中所采用的表征指标,大多是在振动压路机钢轮上采集的振动加速度信号频率、幅值的基础上换算得到的,受跳振及机械自振影响表征效果差,信号也未得到深度挖掘。为了能找到可靠表征土体压实度的指标,本文在室内测试分析的同时引入声源材料识别技术,并基于人耳听觉和心理学,结合材料物理属性研究提取音色特征,以提高土体压实度的识别率。试验通过在室内激励不同压实度土样,采集加速度信号和声音信号,引入MIRtoolbox音色工具箱,采用听觉感知原理的冲击声特征提取法提取声音中的音色特征,并将此方法应用到加速度信号的特征提取。研究结论:(1)当锤击力为55 N±5 N级时,加速度和声音信号中提取的特征值mfcc6max与土样压实度秩相关系数分别为0.81和0.69,即可采用特征值mfcc6max作为表征土体压实度的指标;(2)反向识别土体压实度时,锤击力控制在55N±5 N,加速度信号中计算得到的mfcc6max值代入相关性方程y=0.014x-0.92,或声音信号中计算得到的mfcc6max值代入相关性方程y=0.018x-1.09,得到的两个y值可较好地反向预测土体压实度;(3...     

京九线粉土路基病害机理研究

针对京九线粉土路基病害表现类型,通过试验、理论分析和数值模拟研究,分析病害形成的力学机理,得出京九线粉土路基基床表层的压实系数不应低于0.9,路肩的压实系数不低于0.85的结论。封闭、加固基床表层与提高路基边坡的压实质量、抗冲刷能力相结合是整治京九线粉土路基病害的根本出路。     

粉细砂土路用性能试验研究

通过室内颗粒分析试验、压缩试验、剪切试验以及扫描电镜试验,对粉细砂土路用性能进行了研究,分析了粉细砂土难于压实的原因。试验结果分析表明:颗粒磨圆度较好,粒径比较集中,黏粒含量较少,粉砂土压实性能比较差,在路基压实过程中,不易板结。在粉细砂填筑施工时,保证压实度是提高路基强度的重要手段,压实度越高,弹性模量越大,后期压缩沉降量也就越小;在相同干密度条件下,粉细砂土的黏聚力随含水率的增加而增大,粉细砂土的内摩擦角随含水率的增加而呈现减小趋势,粉细砂土试样都不同程度发生了剪胀变形,说明该类填料在水平剪应力作用下极易发生剪切滑移破坏。     

孟加拉国常用路基填料及其填筑压实工艺分析

以FIDIC条款下的孟加拉国增建二线项目为依托,通过对孟加拉国常用填料进行分类,采用的筛分试验、CBR试验、ASTM-D1557等试验情况的介绍,总结了孟加拉国常用的粉细砂填料的工程性质;对中、德、英国常用的各类击实试验试验准则和压实度控制标准进行了对比总结;并对孟加拉国常用的吹沙法填筑路基施工工艺进行了总结。