考虑湿化的重载铁路粉黏土基床土体骨干曲线研究

发布时间：2024-05-08 05:02

　　动荷载增加与排水不畅是造成铁路基床病害的主要原因,考虑浸水作用的土体骨干曲线模型对于重载铁路扩能改造适应性评价有重要价值。进行了一系列不同动应力下的浸水动三轴试验,基于"单线法"分析了动力作用下的湿化变形、剪切模量及骨干曲线的变化规律。研究结果表明,在动应力幅值超过100k Pa后,土的湿化变形显著增加;剪切模量经历了前期压密、稳定、浸水软化三个阶段;通过引入归一化塑性应变指数,提出了基于H-D模型的土体湿化骨干曲线模型;与不同压实度下实测骨干曲线的对比分析,证明了模型的合理性与有效性。与传统骨干曲线模型相比,该模型可以描述土体浸水过程中的动力软化特性,为进行列车轴重增加情况下基床的湿化变形计算提供了依据。

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【部分图文】：

图1浸水动三轴试验装置示意

C80单节车长为12m,列车的设计运行速度为100km/h,可得加载频率为2.3Hz,这里取2.5Hz作为本次试验的加载频率。为节约时间,本研究未考虑间隙频率影响。为模拟重载列车转向架对于基床的作用,实验加载动应力波形采用单脉冲波形,加载方式见图2。图2荷载形式

图2荷载形式

图1浸水动三轴试验装置示意基床中动应力大小与土性、埋深及车速有关系,根据现场监测数据[25],C80列车在基床部位产生的动应力幅值范围在80～120kPa之间,以及考虑到未来扩能改造情况下路基的变形特性,动应力幅值分级设置为20、40、60、80、100、120、140kP....

图3不同动应力幅值下试样的湿化变形

由于土样为非饱和重塑样,土样在前期动应力作用下压实,累积动应变趋于稳定,此时再打开进水阀门,在此基础上的试样变形就是动力作用下的湿化变形。不同动应力幅值下试样的湿化变形见图3。由图3可见,当动应力幅值为20～60kPa时,补水前后试样的累积应变相差很小;动应力幅值为80kPa....

图4动剪切模量Gd随循环次数变化关系

不同动应力下剪切模量随循环周次的变化曲线见图4。由图4可见,土样的剪切模量的变化经历了三个阶段:(1)压密固结段。压密阶段非饱和土样在动力作用下压密,压密初期动剪切模量增长缓慢,处于初始压密阶段;循环加载约10次后,剪切模量迅速增大,土样处于快速压密阶段。在同一循环次数下,动应力....

本文编号：3967537