铁路路基土体湿化性能的试验研究

既有线铁路路基存在大量路肩及边坡冲刷现象,影响路基的稳定性。现场调研路基冲刷情况,分析路基典型冲刷形式及程度;开展室内湿化试验,分析了土体性质和压实度条件下土体的崩解性状,明确了土体性质和压实度对土体抗冲刷能力的影响程度;并在此基础上设计了有扰动湿化试验,通过雨水冲刷试验对其结果进行验证,得出有扰动湿化试验更符合实际的冲刷情况。     

填方土体湿化变形数值模拟

介绍了湿化变形计算模式,将无拉应力模型应用到湿化变形计算.应用该模型,利用有限元对算例进行了不同湿化参数下湿化引起的位移计算,并对结果进行了分析,提出了一些建议,为工程设计提供参考.     

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。     

湿化作用下重载铁路改良膨胀土动力响应与累积变形试验研究

以蒙华重载铁路改良膨胀土路基试验段为依托,针对水泥改良土路堤、石灰改良土路堑两种形式路基开展不同轴重、不同干湿状态下现场激振试验,分析动应力、动加速度分布特征及振动累积变形发展规律;通过室内动三轴开展素膨胀土、水泥改良土、石灰改良土分别在4个不同含水率和4种不同应力水平下动力湿化变形试验,研究湿化幅度、动应力幅值对膨胀土及改良土累积应变特性的影响规律。研究结果表明,动应力和动加速在基床底部衰减率可达80%,且路基刚度越大,动应力、加速度沿路基深度衰减越快;同一深度下动力响应浸水状态大于干燥状态,且轴重越大,影响更为显著,湿化作用显著削弱路基对动应力与动加速度的衰减能力,水泥改良土抗浸水能力相对石灰改良土更强;路基面累积变形在浸水后随轴重和振动次数增加而增加,且在相同振次情况下,素膨胀土及其改良土累积应变均在湿化幅度超过2%后急剧增加,且动应力越大,应变增长速率越快,改良土累积变形速度仅为素膨胀土的1/8～1/5,石灰与水泥改良后均可有效抑制膨胀土的湿化变形;基于动三轴试验数据,建立累积应变的预估模型,得出素膨胀土及改良土模型参数与湿化幅度之间的经验关系。     

膨胀土（岩）湿化性的试验方法研究

对膨胀土（岩）湿化性的各种测试方法进行比较，研究了试验用水，网板孔径，试样尺寸、摆放方位、初始含水率、温度、团粒大小及干容重对湿化性试验结果的影响，对试验方法的完善具有一定的理论和实践意义。     

饱和软土中模袋围堰变形规律现场试验研究

以横琴海底专用隧道工程为背景,介绍了海上明挖隧道工程中围堰设计与施工方法,并对饱和软土中模袋砂围堰变形规律进行了探讨。研究表明:在围堰加载过程中和完成之初,堰体侧移和沉降变形增幅较快,此后随着软弱下卧层土中超孔隙水压力的消散,堰体变形增幅逐渐减小;施工加载对约3倍围堰高度范围内下卧层土中超孔隙水压力变化规律影响较大;季节降雨对堰体侧移影响较大,对堰体沉降影响较小;工程中潮汐和基坑降水对围堰变形影响较小。     

砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制技术研究

为研究砂土地层中盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制措施,以西安地铁盾构区间隧道下穿地铁1号线出入段工程为依托,通过资料调研、数值模拟、现场试验和监控测量等方法,对既有隧道加固措施、盾构对地层适应性、掘进参数、隧道变形进行研究。结果表明:砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道,应对盾构进行专门设计,扩大刀盘开口率,配备专门的膨润土拌制和膨化系统,并避免在下穿影响范围内停机;数值计算和试掘进试验结果,盾构施工参数土仓压力为0.1 MPa,注浆压力为0.22 MPa,推力为10 000 kN,出土量为51 m^3/环,注浆量5~6 m^3/环;通过现场监测,盾构下穿过程中,既有地铁隧道轨道最大沉降及高差分别为6 mm和0.8 mm,符合规范要求,确保了地铁的安全运营,变形控制措施对既有地铁隧道作用十分显著。     

砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的试验研究

接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明：1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D₅₀,远大于下剪切带9D₅₀和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D₅₀。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h...     

软土路基沉降变形反演研究

从理论分析着手,在深入研究软土本构模型的基础上,提出软土地基沉降变形预测分析的等效参数方法。编制有限元反演程序,运用进化遗传算法,实现软土模型参数的优化确定。与实测结果对比显示,二维粘弹性等效参数方法分析结果合理;理论分析方法得到的各断面计算值与实测值非常吻合,误差小于6%,说明用于反映软土地基沉降的理论分析方法是可靠的。     

铁路粉土路基土的变形与强度特性试验研究

为研究粉土铁路路基的稳定性,在室内进行了不同密实度和含水率压实粉土的三轴剪切试验,并得到了路基粉土的变形与强度性质随压实系数和含水率的变化规律,为分析和评价粉土铁路路基的稳定性提供了大量充实的试验数据。     

竹筋格栅加筋山区挖填路基 受力变形研究

利用我国西部山区的竹材作为挖填路基的加筋材料,对湘西楠竹筋材的抗拉、抗弯强度进行测试,并与传统加筋材料的力学性能进行比对;基于Pasternak模型对挖填路基进行简化,对竹材加筋挖填路基抗弯变形性能展开研究;利用FLAC3D有限差分软件建立加筋挖填路基三维模型,就加竹筋格栅、加土工格栅及不加筋3种工况下的路基顶面差异沉降进行对比分析。研究结果表明:竹材能满足规范对筋材力学性能的要求;竹筋格栅加筋能有效减少路基顶面差异沉降,且其加筋效果优于土工格栅。研究成果可为控制挖填路基填挖结合部差异沉降提供技术支撑,为挖填路基的设计、施工提供参考。     

人工砂粉煤灰混凝土基本力学性能试验研究

通过试验研究了水胶比、粉煤灰替代水泥率和超量系数对人工砂混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的影响规律,提出了宜采用粉煤灰超量取代水泥配制人工砂粉煤灰混凝土,确定了粉煤灰替代水泥率和超量系数的合理取值范围;分析了人工砂粉煤灰混凝土的轴心抗压强度、弹性模量、抗拉强度与立方体抗压强度之间的关系,提出了设计计算方法,探讨了人工砂粉煤灰混凝土的强度随龄期变化规律。     

水泥改良粉细砂在干湿环境下力学性能试验研究

改良土是近年来在缺乏可用性的路基填料地区中广泛采用的一种填料,对于改良后路基填料的基本工程性质,反复干湿循环之后对填料强度的影响及其影响机理关注较多,而对在长期干燥或长期潮湿环境下改良土的工程性质还缺乏探讨.本文对内蒙地区(新建包神铁路)工地现场的粉细砂土样进行水泥改良,将不同龄期的试样分别放在干燥、潮湿、干-湿交替3种不同环境中一段时间后,检测试样的无侧限抗压强度、含水率和质量变化,通过分析试验数据,从而了解改良粉细砂在不同环境下的工程特性.     

不同养护温度下水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验研究

为研究不同养护温度对水泥改良风积沙的影响,开展无侧限抗压强度试验.选用的养护温度为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃和80℃,水泥掺量为4％和5％,压实系数为0.90和0.95.研究不同养护温度对水泥改良风积沙的应力应变曲线、无侧限抗压强度、峰值应变和刚度的影响.研究结果表明:随着养护温度升高,水泥改良风积沙的应力...     

茂县隧道挤压性变形段锚杆作用效果分析

针对茂县隧道穿越活动断裂带及其影响区所遇到的挤压性变形问题,通过对1号斜井及左洞前期施工变形统计分析,以及现场锚杆施工存在的问题,针对性地提出锚杆施工工艺的改进措施,并开展长期跟踪监测。研究结果表明:锚杆工艺改进前,1号斜井和左洞收敛均值分别为689.2 mm和624.8 mm,且1号斜井变形不收敛,左洞收敛时间达6个月;锚杆工艺改进后,左、右洞水平收敛均值分别为320.4 mm和141.2 mm,相比左洞工艺调整前分别下降77.4%和40.6%,且收敛时间缩短至约4个月;按"孔腔通畅+非收缩浆液+可简单验证和不可逆转灌注满浆"的思路综合性改进锚杆施工工艺可显著提升锚杆质量,发挥其在抑制隧道挤压性变形中应有的作用。     

循环动载作用下改良土路基累积塑性变形的数值模拟与试验研究

为了研究循环荷载作用下高速铁路花岗岩全风化物改良土路基的累积塑性变形特性,引入路基变形的弹塑性循环蠕变模型,进行了有限元分析并与现场试验实测值对比。研究结果表明:循环蠕变模型可以较好地模拟路基的累积塑性变形;在200万次的循环动载作用下,花岗岩全风化物改良土路基的累积塑性变形很小,所以,花岗岩全风化物经过改良以后可以用作高速铁路的路基填料,从而可以解决工程中常常遇到的弃方、借土、占地和生态、环保等方面的难题。     

机制砂混凝土在工程实践中的应用

针对天然砂资源逐步减少，质量日益下降，难以满足建筑用砂持续发展这一现实情况，论述机制砂的优缺点和机制砂混凝土的研究现状，从机制砂混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能等方面阐述机制砂对混凝土性能的影响。在工程实践中，应用机制砂配制出的C10～C55混凝土，已在水利、铁路、公路工程中成功应用。目前，机制砂混凝土在我国的应用尚处于起步阶段，推行与应用还需要对机制砂的颗粒形状、颗粒级配，高效、优质制砂设备和制砂工艺，混凝土配合比等课题进行深入探讨。     

含沙铁路道碴弹性模量和沉降量的试验研究

为研究有碴道床在不同含沙率下的力学行为,研制了准静态压缩试验装置,并通过循环加卸栽方式确定了不同含沙量下沙-石混合体的弹性模量和沉降量,分析了细沙时铁路道碴弹性模量和沉降量的影响.以上研究不仅对分析风沙区有碴道床的力学行为具有一定的应用价值,同时,对研究不同类型颗粒介质在不同配比下的力学行为转化规律也具有参考意义.     

纤维水泥粉砂土受力性能试验研究

以宁夏银川市某道路路基填筑的粉砂性土为试验对象,分别对粉砂土、水泥粉砂土、纤维掺量分别为0.1%,0.2%,0.3%的粉砂土和水泥粉砂土进行了三轴试验研究,分析了纤维对粉砂性土力学参数的影响规律。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高粉砂性土的抗剪强度,为解决粉砂土路基路面开裂治理提供了理论参考。     

老东山隧道软弱围岩变形开裂控制技术研究

老东山隧道地处区域性断层夹持的构造挤压带中,隧道在施工过程中多次出现初期支护变形开裂现象。通过对现场地质状况的调查,从围岩岩性、地质构造、地下水等方面,探讨了隧道产生大变形的原因和机制;结合围岩变形实测数据的分析,得到不同施工工序以及工序间隔时间和间距对隧道围岩变形量产生的影响,进一步通过五种不同支护参数的现场对比试验,获得了不同支护方案的不同抗变形能力,确定了老东山隧道不同围岩条件下控制围岩变形的具体支护参数和施工控制措施,确保了隧道变形开裂得到有效控制。