高速铁路路基戈壁土填料工程特性试验研究

以兰新铁路第二双线路基试验段路基工程为依托,对试验段戈壁土填料进行了颗粒分析、击实、大型剪切以及大型压缩等室内土工试验,并结合现场试验进行压实特性分析.试验结果表明:戈壁土填料的压实特性与填料的级配及其颗粒组成有关;现场压实时,需从填料的细颗粒含量、现有技术、经济等因素来综合控制压实含水率;不同的戈壁土填料,其抗剪强度及压缩特性亦不同;压实系数对戈壁土填料的抗剪强度特性及压缩特性均有很大的影响;含水率对戈壁土填料抗剪强度特性及压缩特性亦有一定的影响;戈壁土填料可以通过增大压实系数或反复加载,来获得良好的压缩特性.     

水泥粉煤灰改良粗粒土路基填料力学与收缩特性

河北省西北地区特殊气候环境下，经上部荷载作用基床底层收缩变形产生的裂隙向上扩展使得路基表层产生裂缝。针对这一问题，本文以该地区路基改良粗粒土填料为研究对象，分析其力学特性与收缩特性，并提出新的抗裂评价指标，综合评价填料工程适用性。结果表明：掺入粉煤灰后水泥改良填料力学性能降低，但填料拉压比增大；水泥掺量越低填料抗干缩性能越好，掺入粉煤灰填料抗干缩性能进一步改善，但粉煤灰存在最佳掺量；填料最大温缩应变随温度的循环逐渐增加，第3次温度循环后趋于平稳，填料对温度变化敏感度降低；从能量角度提出综合抗裂系数，得出水泥粉煤灰改良填料综合抗裂性优于水泥改良填料。     

武广客运专线泥质粉砂岩填料物理改良研究

武汉至广州铁路客运专线沿线分布大量的泥质粉砂岩软岩全一弱风化物,如能将这些软岩作为填料经改良后用于客运专线路基,则将节约大量的土地资源,节约投资,保护环境。而研究软岩及其改良土填料的特性以及现场填筑成套技术,可为类似工程设计、施工提供依据。结合现场试验,对软岩填料的级配改良及填筑效果进行了详细论述。     

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。     

高速铁路软岩物理改良土路基的动力特性分析

在武广高速铁路设计中,首次将软岩物理改良土用作高速铁路路基本体填料。在试验段中预埋设动测元件,CRH3动车以300 km/h以上速度运行时,测试软岩物理改良土路基在高速列车运行下的动力特性。测试结果表明:在保证软岩物理改良土的粒径级配、压实度时,可以将软岩物理改良土用作高速铁路路基本体填料,其填筑的路基整体动力特性稳定,和基床、轨道系统形成良好的动力特性匹配。     

软岩填筑高速铁路路基的适用性探讨

研究目的:元古界以及新生代软岩在我国广泛分布,随着软岩地区高速铁路的大量修建,软岩填筑高速铁路路基适用性问题倍受关注。本文在武广高速铁路相关研究与应用的基础上,深入探讨软质岩填料高速铁路路基的适用性,意在降低造价、保护环境,提高经济与社会效益。研究结论:(1)软岩块石的成份和性质复杂,且可变性大,用于高速铁路路基填料前,应从其强度、水理性、可破碎性、崩解性、矿物组成、破碎后的颗粒组成以及外力作用下的颗粒变化等多方面,进行适用性评价;(2)易破碎、不易软化、不含蒙脱石等不良矿物的软岩,可以用作高速铁路路基填料;(3)风化不均匀的软岩,不能直接用作高铁路基填筑,其改良后高铁路基的适用性,应根据其破碎性、崩解性、矿物组成以及颗粒分析等进行评价,全风化软岩应根据其矿物组成、颗粒组成等,参照现有的土类填料评价其适应性;(4)本文提出的软岩填筑高速铁路路基适用性评判方法、标准等,对软岩地区修建高速铁路具有一定的指导意义。     

变质软岩路堤填料特性的大型三轴试验研究

陕西省柞水至小河高速公路建设中遇到大量的变质软岩填料,由于其风化严重,裂隙发育,强度较低,在爆破开采、装载运输、机械摊铺、碾压成型和整平过程中颗粒破碎严重,遇水后会进一步发生破碎,影响路堤的稳定性。因此,在开展岩石成分分析与力学试验的基础上,对风干与饱和情况下的变质软岩填料进行了大型三轴试验研究。试验结果表明:剪切过程中试样在不同围压下的应力应变关系呈硬化型,应变较小时剪缩明显;试样的内摩擦角较大,并随着围压的增加而减小;饱和情况下试样的强度参数小于风干时,但变化幅值较小,总体上能够满足工程强度及质量要求,可以用作高速公路路堤填料。     

风化软岩路基填料击实工程特性室内试验研究

针对武广客运专线沿线遇到的大量软质千枚状板岩,对作为路基填料的软质千枚状板岩的结构特征,包括颗粒组成和破碎特征进行室内实验研究,重点分析千枚状板岩的击实工程特性,包括击实特性、抗剪强度、回弹模量、CBR值、渗水特性、压缩特性等.通过实验研究得出千枚状板岩全风化体抗剪强度性能较好,用其填筑路堤边坡稳定.就回弹模量来说,千枚状板岩填料能满足路堤在刚度和强度方面的要求.采用风化软岩填筑路基时,当难以通过增大击实功来提高路基的填筑强度时,可通过增加粗颗粒的含量,实现路基强度的提高.本文同时也为用软质风化岩作路基填料的压实度控制问题提供依据.     

泥质粉砂软岩填筑路基结构的探讨

针对武广客运铁路专线沿线遇到的大量软质千枚状板岩和泥质粉砂岩，在分析软岩矿物成分、耐崩解性，软岩岩块力学强度和击实试验基础上，初步判定千枚状板岩作为填料可用于路基底层的填筑，而泥质粉砂岩属于C、D组填料，不宜直接填筑；在水文地质条件较好地段，采取一定的改良方可填筑。为此，考虑泥质粉砂岩特性，设想当路堤较低时采用“砂砾垫层＋边沟”；当路堤较高时，采用包边法进行路基设计，为软岩填筑路基提供参考设计方案。     

软岩作为铁路路堤填料的施工技术

软岩作为铁路路堤填料 ,与硬石质和土质填料不同。就软岩颗粒级配控制、松填厚度、最大干密度、最佳含水量、碾压设备及碾压遍数的确定、质量检测和工后沉降进行综合研究 ,并在工程实践中得到验证     

膨胀性软岩边坡破坏特性与加固对策

膨胀性软岩是近年来我国铁路、公路建设中经常遇到的特殊土，由于其具有强度低、遇水膨胀、崩解、软化，失水干缩、流变特征明显等不良工程特性。在这类岩层中修筑的边坡经常发生崩塌、滑坡等不良工程地质问题。本文在软岩边坡破坏特点、软岩流变特性调查研究的基础上，揭示了软岩迎坡变形、破坏机制。提出了适宜干膨胀性软岩的边坡加固对策。     

嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。     

强风化软岩路基填料水洗筛分法的试验探讨

对强风化软岩作为路基填料进行了分组鉴定,通过干筛法和水洗筛法两种方法试验结果的对比分析,表明该填料的定名存在显著差异,干筛法结果为A组填料,而水洗筛法结果为C组填料。认为填料选择应进行必要的试验鉴别,颗粒分析采用水洗筛法较为可靠,同时提出了填料控制的一些看法和建议,对类似工程的设计与施工有较好的借鉴价值和指导意义。     

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。     

抗蛇行减振器温变特性及其对车辆稳定性影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。减振器在非正常工作温度范围内服役,2 h内温度和动态特性变化不明显,且减振器没有恢复到正常工作。仿真结果也表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出油液正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低。     

含砾砂岩物理改良土填料现场填筑施工技术

鉴于高速铁路对路基填料的严格要求,改良土填料是解决高速铁路路基的一项关键性技术。本文就软岩颗粒级配控制、松填厚度、最大干密度量佳含水量、碾压设备及碾压速数的确定、质量检测和工后沉降进行综合研究。结合工程实例介绍路基填筑过程中,对沿线大量的软岩弃方采取改良措施后,用于客运专线基床以下路堤本体填筑的施工技术,该措施既节约投资,保护环境,又为类似工程的设计、施工提供依据。     

京沪高速铁路石英二长岩全风化物路基原位激振试验研究

采用石英二长岩全风化物填料填筑路基,其结构动态性能需要验证,有必要进行激振试验。利用激振试验系统,对京沪高速铁路石英二长岩全风化物填料路基试验段进行原位激振试验,测定路基各断面的振动响应、结构内力和累积沉降等,分析该路基的振动特性和动力稳定性,以期为高速铁路路基填料的选择提供借鉴。结果表明:石英二长岩全风化物物理改良填料临界动应力在80 k Pa左右,塑性应变主要产生于基床底层中上部,加载150×104次后,基床表面最大弹性变形不足1 mm,满足其变形控制要求。     

浅谈软岩路基施工技术研究

对影响软岩路基施工的多种参数,即填料颗粒级配、松填厚度、最大干密度、最佳含水率、压实度等通过试验实测,得出它们之间较优化的组合。这种路基在许多地区具有代表性和典型性,研究成果可供类似工程借鉴。     

铁路路基弱膨胀土干湿循环作用试验研究

为了研究弱膨胀土作为铁路路基填料的适用性,采用室内试验的研究方法,对东北严寒地区某铁路地基弱膨胀土进行不同含水率幅度变化的干湿循环试验,分析其裂隙拓展、胀缩变形和抗剪强度参数变化规律.试验结果表明:弱膨胀土随干湿循环产生裂隙,进而裂隙分支拓展并贯通,网格化后破坏后趋于稳定,并具不可逆性;在干湿循环作用下,弱膨胀土的膨胀...     

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。