风积沙路基填料累积塑性应变及预测模型

风积沙具有颗粒均匀、结构松散、保水性差、天然含水率小以及抗剪强度低等特点,作为路基基床底层填料,已应用于沙漠铁路建设中。以风积沙填料为研究对象,开展一系列不同应力水平的动三轴试验,探究风积沙填料累积塑性变形随振次的变化规律,提出风积沙试样塑性行为判定准则,建立了考虑动应力幅值、含水率及围压的风积沙累积塑性应变预测模型。试验结果表明：不同动应力幅值条件下,风积沙试样的累积塑性应变随振次的关系曲线表现为稳定型、临界型和破坏型3种类型。幂函数能很好地描述风积沙累积塑性应变速率εp与循环振次N的关系,在此基础上,建立了考虑动应力幅值、含水率及围压的风积沙累积塑性应变预测模型。研究成果可为风积沙路基在循环动荷载下的沉降预测、基于应变控制原则的路基设计和动力稳定性评估提供参考。     

格库铁路风积沙包芯路基沉降数值模拟

依托格库铁路新疆S1标段风积沙包芯路基首件工程,结合包芯路基各部位沙样物理、力学性质的试验数据、现场数据及相应的规范等资料,基于有限元法,建立力学模型,利用Midas GTS/NX软件对该包芯路基、基底进行数值模拟,研究包芯部位、基底及以下风积沙沙样内摩擦角、弹性模量及泊松比等参数影响路基沉降变形的位移云图。结果表明：在一定荷载作用下,风积沙沙样内摩擦角增大时,包芯部位沉降量出现明显减小的趋势,二者为非线性关系;风积沙沙样弹性模量较小时,芯部承受变形的能力也小,引起的沉降量较大;随着风积沙沙样泊松比的增加,路基芯部沉降有增大的趋势,即引起的地层损失越来越大。从这3种情况的位移云图数据可以看出,包芯部位沉降变化明显,最大值达到25.97 mm;基底及以下沉降量较小,最大值只有6.42 mm,该研究为铁路开通运营后路基的养护维修提供理论依据和数据支持。