级配对粗粒土力学特性影响的颗粒流模拟研究

运用三维颗粒流软件PFC3D的内置FISH语言,进行二次开发,模拟粗粒土真实级配,建立一个研究高铁填方路基粗粒土力学特性的颗粒流模型,标定了表征粗粒土细观力学性质的模型参数,并验证了模型的有效性。考虑粗粒土曲率系数和不均匀系数对颗粒级配的影响,模拟并研究了五种不同级配下粗粒土在三种不同围压下的力学特性。结果表明:当粗粒土有效粒径与中值粒径及限制粒径的差距过大时,粗粒土中颗粒填充及致密性将变差,变形增大,强度降低;级配良好且不均匀系数较大,其力链分布越均匀,颗粒的挤压效果越显著,力的传递和分配也越均匀。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

高速铁路路基粗粒土填料最大干密度试验方法对比研究

针对击实试验法和表面振动压实试验法测得高速铁路路基填料最大干密度值存在较大差异问题,选取沪昆高速铁路湖南段粒径在60 mm以下路基粗粒土填料,分别采用室内击实试验和表面振实试验测取最大干密度,再将上述两种试验方法测得的最大干密度与同种填料现场填筑后的实测干密度进行对比分析。结果表明:采用表面振实试验法测得的最大干密度普遍小于击实试验法测得的最大干密度,同时还普遍小于施工现场实测的干密度。结合高速铁路路基填筑施工质量要求,建议采用击实试验测得的最大干密度作为现场压实质量的控制指标。     

振动压实下不规则颗粒细观响应的离散元模拟

为了揭示颗粒材料在振动压实中空间结构的演化过程,采用不规则颗粒及颗粒接触界面生成的二维算法子程序,在指定的级配类型范围内随机生成不规则颗粒体,分别赋予颗粒体和孔隙相应的材料参数,对振动压实作用下不规则颗粒体的细观响应进行了分析.数值模拟结果表明:在振动压实过程中,颗粒之间存在相对竖向位移和相对侧向位移.颗粒的侧向位移与竖向位移沿着轴对称线大体呈对称分布;颗粒空间结构的变化不仅表现为水平位移调整和竖向位移调整,而且还表现为旋转调整;发生较大转角的颗粒在试样中部的最大半径处,颗粒转角变化沿着主应力路径呈"涡"形分布;随着密实度的提高,颗粒长轴逐渐偏向与振动压实荷载垂直的方向.     

动三轴CT条件下粗粒土填料的力学特性与细观力学性能分析

在多重环境因素长期作用下,粗粒土路基填料的动力特性会发生改变,目前对不同荷载频率、压实度及含水率下粗粒土填料的长期稳定性能尚缺乏统一认识。为了研究以上因素作用下粗粒土填料长期动力特性,采用大型动静三轴仪器开展粗粒土填料的三轴试验,同时运用工业CT对三轴试验前后2个阶段的试样进行断层扫描,分析不同荷载频率、压实度及含水率对粗粒土填料动力特征与损伤演化的影响规律。研究结果表明：循环荷载达到1 000次之前,为粗粒土填料颗粒之间的挤密阶段,以颗粒间的挤密压缩为主,横向膨胀为辅,颗粒间压缩挤密引起的密度增加量远大于试样横向膨胀变形引起的密度减小量;当循环荷载增加到1 000次以后,试样横向变形引起的密度减小量迅速增大,而由颗粒间压缩挤密引起的密度增加量减缓,并在之后阶段表现出稳定状态,试样从应变软化型向应变硬化型转变;荷载频率越高,试样表现出的回弹模量越大;高频率作用下应力-应变滞回圈曲线近似为线性,试样在高频率下其泊松比有所下降,材料的动能损耗降低;随着三轴试验的进行,横剖面局部颗粒受挤压程度增加,最终状态下扫描层内的CT值存在差异性,试样颗粒在循环荷载作用下存在挤密、错动、融合的现象。     

南京地区砂砾卵石土压实特性的离散元模拟

为了探究南京地区砂砾卵石土的压实特性,基于离散元数值分析软件PFC2D,模拟了砂砾卵石土的击实试验及加州承载比(CBR)试验的试验过程,分析了砂砾卵石土含石量及颗粒粒径对其压实特性的影响.通过与室内试验的对比验证了离散元法分析砂砾卵石土压实特性的可行性,并根据模拟结果提出了工程中建议采用的土石比例区间.结果表明:砂砾卵石土的孔隙率随着含石量的增加先减小后增大,随着颗粒粒径的增大而不断减小;砂砾卵石土CBR值随着含石量的增加先增大后减小,随着颗粒粒径的增大而不断增大;砂砾卵石土含石率在70％～80％时,能达到最佳压实效果.     

粗粒土的室内试验研究

粗粒土具有良好的工程使用性能,广泛应用于当前的工程建设中。通过粗粒土室内试验研究,分析含水量的变化、击实功的变化及粗粒百分含量的变化等对粗粒土最大干密度的影响,进一步认识了粗粒土的工程特性,更好地服务于土木工程建设。     

基于离散元模拟细集料对沥青混合料劈裂试验影响

以AC13为例,采用颗粒流PFC2D软件,建立基于混合料二维数字截面的劈裂试验离散元模型,模拟细集料对沥青混合料劈裂试验的影响。研究表明,细集料影响沥青混合料低温劈裂试验强度和破坏应变;2.36 mm档集料可作为沥青混合料AC13集料级配中粗细集料的分界点,即粒径≥2.36 mm的集料为粗集料,小于2.36 mm的集料为细集料。     

粗粒土易溶盐含盐量测定方法的研究

通过对粗粒土颗粒组成分析、盐渍化粗粒土不同粒径范围含盐量试验和盐胀性的研究,提出了粗粒土易溶盐测定方法,完善了现行土工试验方法不适用于粗粒土易溶盐分析的不足,从而使盐渍化粗粒土在公路工程中得到较合理的应用。     

基于路堤粗粒土填料力学特性的改进邓肯-张模型

为研究动力及含水率变化对路堤粗粒土填料力学特性的影响,制作了不同含水率w的路堤粗粒土填料试样,先对其施加一定荷载频率f的动应力,再进行静三轴压缩试验,分析不同试样静偏应力σ₀-应变ε₁曲线变化规律,之后结合Janbu公式探讨动偏应力σ_d、w及f与参数n、K的联系,建立初始变形模量E_i、极限偏应力(σ₀)_ult与各控制变量的拟合公式,提出考虑动力及含水率影响的路堤粗粒土填料改进邓肯-张模型,最后开展验证试验,对比分析该改进模型的有效性。研究结果表明：三轴试验中粗粒土试样在ε₁>0.5%时由弹性变形进入塑性变形阶段,不同控制因素下的σ₀-ε₁曲线在0.5%<ε₁<2.0%范围内出现明显差异,切线变形模量E_t在该范围内迅速降低,降低幅度达到58%～76%;当ε₁>2%时E_t变化逐渐减缓并...     

铁路工程粗颗粒土路基填料研究现状与发展综述

基于铁路路基工程领域粗颗粒土路基研究现状,分析总结了粗颗粒土压缩变形和路基碾压的研究动态,涉及粗颗粒土压缩特性、粗颗粒土破碎、蠕变与长期变形、界面相互作用、剪胀弱化、压实指标与粗颗粒土路基智能建造等方面。探讨了新的发展方向:需继续深化研究路基动力学理论,研发路基智能填筑成套装备,将路基设计方法、工程施工和营运养护向粗颗粒土细观结构信息反馈的智能化方向推进。     

戈壁地区高速铁路路基填筑工艺研究

戈壁地区的路基填料以粗颗粒、低含水量为主要特点,国内外关于戈壁地区填料用于高速铁路路基的研究很少。为给兰新高速铁路第二双线的修建提供技术支持,通过试验段柴窝堡工点的现场试验,分析了填料的性质,提出了戈壁地区高速铁路路基填料碾压工艺等一整套的填筑方法以及施工中应注意的问题。     

高铁路基粗粒土填料静力特性大型三轴试验研究

选取宁杭高铁德清站路基填料站现场典型粗粒土填料制备试样,在100,150,200,300 kPa围压下开展大型三轴固结排水剪切试验,得到相应的应力-应变和体变特性曲线.试验表明:围压越大,偏应力达到稳定值所需的轴向应变越大,当围压为300 kPa、轴向应变达到15％时,偏应力仍在继续增长.不同围压条件下的试样剪切初期均...     

高速铁路路基水泥级配碎石填筑质量评价指标研究

依托高速铁路建设工程质量监督检查的长期实践,系统分析了路基工程水泥级配碎石填筑质量的控制程序,提出水泥级配碎石压实质量应“内在密实、板结良好”的定性评价标准并纳入现行验标中执行;通过对水泥级配碎石填筑实体的钻芯取样,探索芯样抗压强度和完整性与水泥级配碎石填筑质量之间的关系,提出评价水泥级配碎石填筑质量新指标。     

铁路路基粗粒土填料压缩变形特性试验研究

在路基工程中,压实系数、含水率是两个重要影响因素。提高压实系数可改善水稳定性。控制压实系数和含水率是保证路基稳固的关键。结合兰新铁路第二双线建设所采用的粗粒土作为路基填料,做了大量的室内压缩变形特性试验以及分析研究,得出粗粒土的压缩变形特性在不同因素下的影响规律。研究结果表明:提高压实系数,可获得良好的压实效果;增加加载次数可显著增强路基的稳定性,降低路基的变形;为了减小水对路基压缩变形特性的影响,铁路路基应有良好的表面防止雨水入渗、完善的周围排水系统,并重视防洪工作。     

京沪高速铁路济南西客站软土路基沉降预测分析

近年来,我国高速铁路发展突飞猛进,为保证安全运营,对其路基的处理尤其重要。对京沪高铁济南西客站软土路基工程的沉降数据,分别采用灰色模型GM（1,1）和双曲线模型两种方法建立了预测模型进行分析,并编程作数据处理。结果表明:灰色模型GM（1,1）对软土路基的沉降评估更显优越性。     

高速铁路路基动力响应有限元仿真分析

采用有限元软件对高速铁路路基在列车作用的动应力、振动加速度、速度、沉降、动应力衰减等应力应变规律进行理论性分析,结果表明:路基刚度的变化对路基顶面动应力的影响较小;路基综合刚度越高,路基的动力稳定性越高;采用振动加速度、速度及沉降三项指标作为高速铁路设计的控制参数较为合理.     

高铁高填方路基高速液压夯实施工参数研究

为研究高铁高填方路基高速液压夯实施工参数,在沪昆高铁芷江段施工现场进行原位试验,测试了夯击能36 k N·m作用下路基的沉降和动应力,分析了动应力随夯击次数和深度的变化规律,沉降量与夯击次数的关系,确定了有效加固深度为1.75 m和最佳夯击次数为9击,并对其加固效果进行评价。试验结果表明:在夯击能36 k N·m累计9击作用下,路基压实度在1.75 m深度范围内都达到了95%,路基表面Evd平均提高了14%,K30平均提高了26.31%,CMV平均提高了18.63%,路基压实质量满足设计要求,高速液压夯实效果显著。建议对同种条件下的路基每填高1.75 m时,采用夯击能36 k N·m,累计作用9击对其进行加固。     

高速铁路路基本体质量控制技术

<正>0引言高速铁路是指运行速度在200km·h~(-1)以上的铁路。高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和高稳定性的轨下基础,因此路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好,并能抵抗各种自然因素的影响等性能。高速铁路的出现对中国传统铁路路基设计、施工、养护维修提出了新的挑战,在许多方面影响和改