高速铁路路基微冻胀填料冻胀发育机制研究

为了揭示微冻胀填料的冻胀发育机制,解决寒区高速铁路路基冻胀问题,从理论上分析了微冻胀填料的组成,各组分的冻胀特点,在此基础上分析了填充料的受力及水分迁移情况。结果表明:微冻胀填料主要由骨架颗粒与填充料组成,其中填充料包括细骨料与细颗粒,当无外界约束作用或填充料膨胀力大于外界约束作用时,微冻胀填料将表现为宏观冻胀。微冻胀填料内部离散性较大,水分迁移通道不连续,由此造成冻结为"原位冻胀",细颗粒冻胀是微冻胀填料冻胀的主要原因,细颗粒冻胀时水分迁移造成空间体积占位,加大了冻胀程度。结论:微冻胀填料冻胀主要由细颗粒冻胀及其水分迁移引起。     

冻融循环条件下延迟时间对水泥改良低液限粉土动力特性影响试验研究

模拟路基真实的冻融循环过程,设计冻融试验,制作冻融试验箱,进行改良土试样的冻融循环试验。通过动三轴试验,研究在冻融条件下,延迟时间对水泥改良低液限粉土的动强度、动弹性模量、动变形以及超孔隙水压力的影响。结果表明:在相同的冻融次数下,动强度和破坏循环次数随着延迟时间的增加而降低;在相同的冻融次数及一定动荷载幅值作用下,屈服应变则随着延迟时间的增加而增加;延迟时间短的试样,动弹性模量值较大,但随应变的衰减较平缓,且趋于一个稳定值;不同延迟时间试样达到相同应变幅值时所增长的孔压值不同,延迟时间越长,孔压越大;当轴向应变幅值大于10-3后,产生累积孔隙水压力。     

高速重载有砟轨道路基动变形特性的数值分析

运用ABAQUS有限元软件建立有砟轨道—路基系统三维动态有限元模型,分析高速和重载列车荷载作用下的路基空间动应力、路基面横纵向动变形和剪应变特性。基于现场条件,选择砟脚内30cm和砟脚处作为路肩横向和纵向的动变形分析参考点,研究动变形引起的路肩倾斜角度随列车速度、道砟厚度、表层厚度和表层模量变化的规律。结果表明,路肩横向和纵向倾斜角随车速增大而增大,随道砟厚度、基床表层厚度和表层模量的增大而减小,基床表层和底层的最大剪应变较为接近,最大剪应变与路肩最大倾角大致呈线性关系。     

铁路隧道拱顶病害分析及整治措施

运营铁路隧道拱顶常存在掉块、脱空等病害,直接影响列车的运营安全和结构的健康服役。由于运营铁路隧道内作业天窗时间短、空间小,对高空作业技术要求高。以侯月线杨树庄1#隧道衬砌拱顶病害整治工程为例,提出一种在拱顶空洞灌注高分子膨胀材料结合锚杆加固的新型病害整治方案,形成一套行之有效的新材料与新设备配套的施工工艺,提高隧道拱顶的承载能力,改善结构的受力性能,取得良好的工程效果,为类似工程提供参考。     

剪切波速的试验研究及广义有效应力分析

本文用摆动式传感器测定了两种膨胀土在不同含水量的剪切波速，并采用广义有效应力对试验结果作了分析和说明。     

铁路路基填料分类深化研究

根据泰波最大干密度理论和粒子干涉理论,分析不均匀系数取值范围及其对孔隙率的影响,提出颗粒级配的改进方案:当不均匀系数大于或等于10且曲率系数为1～3时,定义填料的颗粒级配为良好级配;当不均匀系数大于或等于10且曲率系数小于1或大于3时,定义填料的颗粒级配为间断级配;当不均匀系数小于10时,定义填料的颗粒级配为均匀级配。通过对影响填料工程性能因素的分析,并结合工程实践,提出填料分类分组的建议方案:在巨粒土和粗粒土中,细粒含量按5%,15%和30%分界;将细粒含量大于或等于15%的巨粒土和粗粒土划分为粉土块石、黏土块石、多粉土块石和多黏土块石等;对于细粒土,在粗粒含量大于或等于30%的条件下,将砾石含量大于或等于25%的细粒土定义为含砾液限土,否则定义为含砂液限土;巨粒土和粗粒土母岩的饱水抗压强度应大于或等于20MPa;在砾石类土划分中增加5mm粒组界限。     

襄渝铁路南段边坡溜坍雨量预警指标及量值研究

收集了襄渝(襄阳—重庆)铁路南段2015—2017年的降雨量资料以及相关的地质条件资料。分别以万源—毛坝、宣汉—达州路段为研究对象,统计分析了降雨量因子与边坡溜坍发生次数的相关性。建立有效降雨量模型,取边坡溜坍发生前1周的降雨量计算有效降雨量,将有效降雨量作为雨量预警的关键性指标,分析其与边坡溜坍发生次数的关系。结果表明:万源—毛坝段以累积雨量作为雨量警戒值时的致灾降雨量为140 mm,以累积雨量+激发雨量作为雨量警戒值时的致灾降雨量为90 mm+22 mm;宣汉—达州段以累积雨量作为雨量警戒值时的致灾降雨量为150 mm,以累积雨量+激发雨量作为雨量警戒值时的致灾降雨量为90 mm+36 mm。     

软土电动化学注浆加固技术室内试验研究

以滨绥(哈尔滨—绥芬河)铁路一段地基中软土为试验对象,开展电动化学注浆加固试验,研究试验过程中土体中的电流、排水量和能耗,探讨CaCl2溶液对土体的改性加固效果。试验结果表明:黏土的排水量受土体含水率和电流的影响,随着土体的胶结范围不断扩大,电流不断减小,排水速率不断降低; CaCl2溶液中的Ca2+在电势梯度的作用下发生胶化作用,从而加固阴极区域的土体;电动化学注浆能够以较小的能耗有效提升土体的承载力。     

高寒地区高速铁路路基冻深试验研究

根据自动监测的哈大高速铁路沿线不同区段大气温度和路基冻深数据,研究哈大高速铁路沿线路基冻深的发展变化特征。结果表明:路基的冻深发展过程可分为快速发展和双向融化2个阶段,最大路基冻深可达300cm;在路基冻深快速发展阶段,路基冻深的发展速率随着里程的增大而增大,全线路基冻深的发展速度在1.11~2.89cm·d-1之间;在双向融化阶段,深层融化线的上升速度约为1.36cm·d-1,而表层融化线的上升速度约为3.86cm·d-1;由于大气温度波动较大,很难直观反映其对路基冻深的影响,因此采用冻结指数分析大气温度对路基冻深的影响,冻结指数与路基冻深的关系可用对数函数拟合;与土壤最大冻深相比,路基最大冻深普遍偏大,这是由于在哈大高速铁路的路基冻深范围内所用非冻胀填料与天然土壤相比细颗粒少、含水率低、导热系数高所致,因此,在进行冻深计算时应充分考虑填料的热物特性。     

寒区铁路路基防冻胀设计中冻深计算方法的探讨

在寒区修筑高速铁路,冻深是防冻胀设计的主要技术指标,目前我国《铁路特殊路基设计规范》中没有计算冻结深度的公式.本文分析了国内外冻结深度的计算方法,提出选择改进 Berggren 法作为铁路路基防冻胀设计的冻深公式,并对计算求解步骤和设计参数进行了探讨,对现场实测和有限元计算结果进行了比较,说明采用推荐方法较接近真实值.