寒区高速铁路路基粗颗粒填料大型直剪试验研究 被引量：11

1

作者 王青志 朱鑫鑫 +2 位作者 刘建坤 吕鹏 刘振亚 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期102-109,共8页

为研究寒区高铁路基粗颗粒填料直剪特性,本文进行高压实度状态下级配碎石和A组土在不同垂直压力、含水率和温度条件下的直剪试验。由于粗料含量影响,试验中的粗颗粒填料抗剪强度主要决定于粗料、细料之间的共同作用。粗颗粒土冻结强度... 为研究寒区高铁路基粗颗粒填料直剪特性,本文进行高压实度状态下级配碎石和A组土在不同垂直压力、含水率和温度条件下的直剪试验。由于粗料含量影响,试验中的粗颗粒填料抗剪强度主要决定于粗料、细料之间的共同作用。粗颗粒土冻结强度由土中已冻结孔隙冰、颗粒间的黏聚力和咬合力、粗细颗粒本身强度共同贡献。试验结果表明:非冻结和冻结状态下的粗颗粒土剪切应力-剪切位移曲线从应变软化逐渐向应变硬化过渡;试样垂直压力、冻前含水率和温度明显影响粗颗粒填料的抗剪强度及其指标。垂直压力增大,粗颗粒土抗剪强度明显提高。在冻结状态下,随着含水率增大、温度降低,粗颗粒土抗剪强度和C值逐渐增大,内摩擦角变小。由于细颗粒和粗颗粒间的共同作用更强,与A组土相比,级配碎石在冻结和非冻结状态下抗剪强度及其指标有相似的变化规律,但有更大的C值和内摩擦角。 展开更多

关键词 粗颗粒填料 大型直剪试验 冻结状态 抗剪强度

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不同细粒含量下高铁路基粗颗粒填料水气迁移特征与冻胀特性 被引量：16

2

作者 张玉芝 王天亮 +1 位作者 张飞 冯卓鑫 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1-8,共8页

采用自行研发的水气迁移试验装置开展单向冻结试验,研究在气态水迁移和水气混合迁移2种水分迁移模式下,不同细粒含量粗颗粒填料的温度场与冻结深度、外界补水量、水分重分布、液态水迁移高度及冻胀变形的变化规律,分析细粒含量对高铁路... 采用自行研发的水气迁移试验装置开展单向冻结试验,研究在气态水迁移和水气混合迁移2种水分迁移模式下,不同细粒含量粗颗粒填料的温度场与冻结深度、外界补水量、水分重分布、液态水迁移高度及冻胀变形的变化规律,分析细粒含量对高铁路基粗颗粒填料水气迁移特征及冻胀特性的影响。结果表明:细粒含量和水分迁移模式对粗颗粒填料冻结过程和深度的影响不显著;温度梯度是外界水分向粗颗粒填料试样内部补给的主要内在驱动;增加细粒含量,有利于液态水迁移,一定程度上阻碍气态水迁移;水气混合迁移模式下,细粒含量越高,外界补水量越大,而气态水迁移模式下,细粒含量越高,外界补水量越小;相同水分迁移模式下,细粒含量越高,粗颗粒填料试样冻胀变形越大。 展开更多

关键词 高铁路基 粗颗粒填料 水气迁移 细粒含量 气态水迁移 液态水迁移 冻胀变形

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粗颗粒填料含水量的TDR测试方法研究 被引量：1

3

作者 王瀚霖 许峰 +1 位作者 陈仁朋 吴进 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第6期37-42,共6页

我国高速铁路路基主体工程设计使用年限为100年.强降雨条件下,由于路基结构开裂,部分水分入渗到路基内部,引起灾变.开展高铁路基水分运移规律的研究成为必要,路基粗颗粒填料含水量的准确测试技术是关键.利用TDR测试基本原理,通过计算设... 我国高速铁路路基主体工程设计使用年限为100年.强降雨条件下,由于路基结构开裂,部分水分入渗到路基内部,引起灾变.开展高铁路基水分运移规律的研究成为必要,路基粗颗粒填料含水量的准确测试技术是关键.利用TDR测试基本原理,通过计算设计,自主研制了三针式TDR探头.对该探头探针长度和电导率C值做了相关标定实验,并按ASTM标准对余杭某路基粗颗粒填料参数作了相关标定,研究表明,填料体积含水量与介电常数关系符合Topp公式.最后,对一组渗透柱实验中压实度90%的粗颗粒填料的含水量进行了TDR测试,与烘干法作对比,两者质量含水量相对误差控制在10%以内,验证了该探头测试粗颗粒填料含水量的可行性和准确性. 展开更多

关键词 TDR 探头 含水量 粗颗粒填料 高速铁路路基

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高速铁路路基粗颗粒填料冻胀特性改良试验研究 被引量：7

4

作者 金兰 熊治文 +2 位作者 程佳 蔡汉成 史向阳 《铁道建筑》 北大核心 2016年第2期102-105,共4页

针对寒区高速铁路出现的路基冻胀变形影响行车的问题,以含有一定量粉土的级配碎石和A组填料为改良对象,向其中掺入水泥,通过击实、界限含水率、渗透和冻胀试验,研究不同粉土和水泥掺量的粗颗粒填料的冻胀规律。结果表明,水泥的掺入可将... 针对寒区高速铁路出现的路基冻胀变形影响行车的问题,以含有一定量粉土的级配碎石和A组填料为改良对象,向其中掺入水泥,通过击实、界限含水率、渗透和冻胀试验,研究不同粉土和水泥掺量的粗颗粒填料的冻胀规律。结果表明,水泥的掺入可将粗颗粒填料的冻胀率控制在一定范围内。在增加粉土掺量的情况下,分别以冻胀率0.1%和0.2%为标准,确定了级配碎石和A组填料的水泥最佳掺量,可将路基冻胀变形控制在3.55 mm以内,小于规范要求的路基变形限值。 展开更多

关键词 高速铁路 路基冻胀 粗颗粒填料 冻胀特性 改良

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季冻区高铁路基改良粗颗粒填料冻融特性试验研究 被引量：8

5

作者 崔宏环 王伟浩 +3 位作者 邵博源 王小敬 闫利 朱超杰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期770-777,共8页

针对季冻区高铁路基冻胀融沉问题及高铁安全运营的高要求,利用水泥和粉煤灰改良路基的填料,并通过自制冻融试验装置模拟填料的冻胀融沉条件,研究改良粗颗粒填料在冻胀融沉过程中的温度变化、冻胀率和融沉系数的规律,并评价改良填料的适... 针对季冻区高铁路基冻胀融沉问题及高铁安全运营的高要求,利用水泥和粉煤灰改良路基的填料,并通过自制冻融试验装置模拟填料的冻胀融沉条件,研究改良粗颗粒填料在冻胀融沉过程中的温度变化、冻胀率和融沉系数的规律,并评价改良填料的适用性。结果表明:在冻融温度变化过程中,水泥改良填料和水泥-粉煤灰改良填料均有减小填料导热和冻深的能力,且粉煤灰会小幅提升水泥填料的导热能力;改良填料在任一个冻融循环和冻胀阶段条件下的冻胀率均小于相同条件下的未改良填料;冻融循环对水泥-粉煤灰填料在慢降阶段的融沉作用影响较大;水泥填料在各阶段的融沉作用受第二次冻融循环影响较大;两种改良粗颗粒填料均有适用性,且添加5%水泥的改良填料最优。 展开更多

关键词 安全工程 高铁路基 改良粗颗粒填料 温度变化 冻胀率 融沉系数

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季冻区高铁路基改良粗颗粒填料耐久性研究 被引量：7

6

作者 崔宏环 王伟浩 +3 位作者 闫利 张振寰 邵博源 朱超杰 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2225-2233,共9页

针对季冻区的特殊环境以及高铁运行稳定的高要求,研究改良粗颗粒填料的耐久性能,对改良前后的粗颗粒填料的力学性质等进行分析,并结合灰色关联分析方法,评价改良填料的适用性。研究结果表明:改良剂均可以提高粗颗粒填料的强度、水稳定... 针对季冻区的特殊环境以及高铁运行稳定的高要求,研究改良粗颗粒填料的耐久性能,对改良前后的粗颗粒填料的力学性质等进行分析,并结合灰色关联分析方法,评价改良填料的适用性。研究结果表明:改良剂均可以提高粗颗粒填料的强度、水稳定性和抗冻融耐久性;粉煤灰可以减小水泥改良填料强度差的变化幅度;未改良填料的抗冻系数衰减率随着冻融循环次数增加呈现波浪式变化,且增减幅度较大,而改良填料基本呈现先递减再趋于稳定的趋势;结合灰色关联度分析方法,得到改良粗颗粒填料的适用性:水泥填料最佳,水泥粉煤灰填料次之,石灰填料最差。 展开更多

关键词 铁路路基 改良粗颗粒填料 耐久性 灰色关联分析

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粗颗粒填料压实动态干密度控制研究 被引量：1

7

作者 唐建立 来亦姝 +2 位作者 皇甫泽华 历从实 祁安领 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第6期135-137,共3页

黏土心墙砂砾(卵)石坝或面板堆石坝的砂卵石等填筑过程中现场检测结果经常出现相对密度大于1的不合理现象,施工控制中测定砂砾(卵)石的相对密度,成为控制施工质量、保证工程建设顺利进行的关键。通过分析现场砂砾(卵)石料试验结果,发现... 黏土心墙砂砾(卵)石坝或面板堆石坝的砂卵石等填筑过程中现场检测结果经常出现相对密度大于1的不合理现象,施工控制中测定砂砾(卵)石的相对密度,成为控制施工质量、保证工程建设顺利进行的关键。通过分析现场砂砾(卵)石料试验结果,发现砂砾(卵)石料中大于5 mm粒径的粗粒含量与其最大、最小干密度存在曲线关系,利用试验结果绘制砂砾(卵)石中粒径大于5 mm的粗粒含量与干密度关系曲线,根据检测样品中粒径大于5 mm的粗粒含量,通过关系曲线确定样品的干密度,计算检测样品压实后的相对密度。研究表明,这一方法可以很好地解决填筑过程中现场填料检测得到的相对密度大于1的不合理现象。 展开更多

关键词 粗颗粒填料 干密度 相对密度 土石坝 级配曲线

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铁路路基粗颗粒土填料的多级加载三轴试验与数值模拟研究

8

作者 寇赵龙 程建军 王梦田 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期323-331,共9页

粗颗粒填料强度对铁路的建设有重要的影响,为了研究铁路路基粗颗粒土填料的强度特性,采用粗颗粒土三轴试验系统对工程填料开展不同含水率及围压的三轴压缩试验,并通过PFC3D进行对应工况的数值模拟,得出粗颗粒土填料多级加载的应力-应变... 粗颗粒填料强度对铁路的建设有重要的影响,为了研究铁路路基粗颗粒土填料的强度特性,采用粗颗粒土三轴试验系统对工程填料开展不同含水率及围压的三轴压缩试验,并通过PFC3D进行对应工况的数值模拟,得出粗颗粒土填料多级加载的应力-应变关系曲线,以及总抗剪强度指标黏聚力c u和内摩擦角φu。结果表明:最优含水率状态下应力-应变曲线呈现应变硬化型,试样中部有鼓胀现象,而在饱和含水率状态下应力-应变曲线呈现应变软化型,且试样中部既产生了一定的鼓胀,又伴随有较为明显的剪切破坏面;多级加载下的抗剪强度包线τp和强度包线τf两者较为一致,且各自确定的黏聚力c u和内摩擦角值φu相差不大;试样的压缩变形是中部压密侧向逐渐鼓出的动态变化过程,在不同围压作用下试样内部形成明显的剪切带,周围土体沿剪切带发生相对滑移,具有明显的剪切滑裂面。研究的结果进一步验证了多级加载法在确定粗颗粒土填料强度方面的可行性,对指导铁路路基建设具有重要作用。 展开更多

关键词 粗颗粒土填料 强度 三轴试验 数值模拟 破坏原理

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重载铁路路基压实粗颗粒土填料动力破坏规律试验研究 被引量：25

9

作者 冷伍明 刘文劼 +2 位作者 赵春彦 周文权 杨奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期640-646,共7页

重载铁路常常通过提高货车轴重来达到增加运量的目的,而大轴重货车运行会对路基粗颗粒土填料产生较大的循环动力作用,这容易导致路基塑性变形过大甚至使路基发生破坏,而这些病害均与粗颗粒土填料的动力破坏规律有关。为研究该类填料在... 重载铁路常常通过提高货车轴重来达到增加运量的目的,而大轴重货车运行会对路基粗颗粒土填料产生较大的循环动力作用,这容易导致路基塑性变形过大甚至使路基发生破坏,而这些病害均与粗颗粒土填料的动力破坏规律有关。为研究该类填料在动力作用下的破坏规律进行了一系列大型动三轴试验,分析了围压和含水率对填料塑性变形增长的影响,根据塑性变形增长的特点将试样分为了稳定试样和破坏试样,由此得出了临界动应力的表达公式,并探讨了不同轴重下路基破坏的可能性。此外,还分析了围压和含水率对粗颗粒土填料动强度的影响,结果表明,填料静、动强度之间具有很好的相关性,通过归一化处理提出了利用静强度推求相应动强度的公式。 展开更多

关键词 重载铁路 粗颗粒土填料 大型动三轴试验 塑性变形 临界动应力 动强度

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兰新高铁粗颗粒土填料冻胀性试验研究 被引量：14

10

作者 杨有海 沈鑫 +1 位作者 朱生宪 高以健 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-7,共7页

针对兰新高速铁路路基冻害防治,通过不同细颗粒含量、不同含水率下的4个取土场路基填料在封闭系统和开放系统下的冻胀试验,进行粗颗粒土填料的冻胀性研究。结果表明:含有细颗粒的粗颗粒填料在冻结时可能会发生冻胀,其冻胀率取决于填料... 针对兰新高速铁路路基冻害防治,通过不同细颗粒含量、不同含水率下的4个取土场路基填料在封闭系统和开放系统下的冻胀试验,进行粗颗粒土填料的冻胀性研究。结果表明:含有细颗粒的粗颗粒填料在冻结时可能会发生冻胀,其冻胀率取决于填料中的细颗粒含量、冻结前的含水率及冻结过程中水分补给情况;封闭系统条件下,冻胀率随含水率及细颗粒含量的增加而增大,细颗粒含量在3.76%~21.46%,处于饱和状态时填料的冻胀率可达1.1%~2.2%,冬季发生冻结时所产生的冻胀量会超过高速铁路无砟轨道高低偏差管理值,造成路基冻害;开放系统条件下的冻胀率远大于封闭系统下,压实系数为0.93时冻胀率可达3.45%~4.7%。可见,控制填料中的细颗粒含量、做好防排水设施是高铁路基防冻害首要选择的措施。 展开更多

关键词 兰新高铁 粗颗粒土填料 冻胀 细颗粒含量 含水率 封闭系统 开放系统

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考虑颗粒破碎的高铁路基粗粒土填料循环压密本构模型 被引量：9

11

作者 叶阳升 蔡德钩 +3 位作者 耿琳 闫宏业 尧俊凯 陈锋 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期11-20,共10页

基于临界状态土力学基本原理,针对高铁路基粗粒土填料长期承受列车振动荷载特点,推导颗粒破碎与塑性功双曲线型经验关系式;考虑循环振次和应力比的影响,提出循环荷载作用高铁路基粗粒土填料颗粒破碎修正函数;依据经典塑性力学理论,修正... 基于临界状态土力学基本原理,针对高铁路基粗粒土填料长期承受列车振动荷载特点,推导颗粒破碎与塑性功双曲线型经验关系式;考虑循环振次和应力比的影响,提出循环荷载作用高铁路基粗粒土填料颗粒破碎修正函数;依据经典塑性力学理论,修正得到能够考虑颗粒破碎的高铁路基粗粒土填料剪胀方程,进而建立循环荷载作用下半经验半理论的高铁路基粗粒土填料循环压密本构模型。采用向后欧拉法对本构方程进行离散,建立"弹性预测—塑性修正"数值算法,并进行程序二次开发,实现对循环压密模型的求解。通过与室内高铁路基粗粒土填料循环荷载三轴试验结果的对比,验证所建循环压密模型的准确性和适用性。该模型能够准确预测高速列车长期反复荷载作用下路基粗粒土填料的累积变形特性,且能够考虑颗粒破碎和应力比的影响,可用于计算分析高铁路基结构的应力和变形演化规律。 展开更多

关键词 高铁 路基 粗颗粒填料 颗粒破碎 累积变形 应力比 循环压密模型

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高速铁路路基填料中细颗粒分布特征及其对冻胀的影响 被引量：22

12

作者 赵国堂 蒋金洋 +2 位作者 崔颖辉 胡翔宇 蔡德钩 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1-9,共9页

采用X-CT、压汞、扫描电镜、核磁共振、冻胀试验等方法,研究不同细颗粒含量下严寒地区高速铁路路基粗颗粒填料的微观结构及冻胀特性,发现填料中细颗粒分布具有明显的簇团特征,水分主要存在于簇团结构中,冻胀率、簇团率、细颗粒含量之间... 采用X-CT、压汞、扫描电镜、核磁共振、冻胀试验等方法,研究不同细颗粒含量下严寒地区高速铁路路基粗颗粒填料的微观结构及冻胀特性,发现填料中细颗粒分布具有明显的簇团特征,水分主要存在于簇团结构中,冻胀率、簇团率、细颗粒含量之间呈显著的线性关系。试验结果表明:簇团率随着细颗粒含量的增加线性增大,当细颗粒含量在3%~15%时,簇团率增长最快;100μm以下的中小孔隙作为孔隙水的主要持水结构主要分布于簇团中;填料的冻胀率与簇团率呈线性关系,簇团率超过2%后冻胀率快速增大,当簇团率超过8%、对应的细颗粒含量超过15%时,冻胀率将超过1%。本文提出细颗粒簇团及其分布与持水特征,可以用于解释细颗粒在粗颗粒填料冻胀中的作用机理。 展开更多

关键词 高速铁路 粗颗粒填料 细颗粒土 簇团结构 X-CT微观扫描 压汞 扫描电子显微镜 核磁共振

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粗粒填料土分形特征与可压实特性相关性研究 被引量：7

13

作者 周荣 宋晓东 《人民长江》 北大核心 2014年第1期91-93,101,共4页

粗粒料填土因其压实性好、透水性强、抗剪强度高而被广泛作为路基填料,其颗粒组成是影响可压实性的主要因素。以沪昆客运专线施工现场采集的数十组路基粗颗粒填土为研究对象,首先分析其是否满足分形特征,然后应用分形理论研究其质量分... 粗粒料填土因其压实性好、透水性强、抗剪强度高而被广泛作为路基填料,其颗粒组成是影响可压实性的主要因素。以沪昆客运专线施工现场采集的数十组路基粗颗粒填土为研究对象,首先分析其是否满足分形特征,然后应用分形理论研究其质量分维数与可压实性之间的相关性。结果表明,当分形维数在一区间范围内时,粗粒土可压实性能良好,超过这一范围后,压实性能下降。可采用分形维数作为评价粗粒料填土级配的指标。 展开更多

关键词 粗颗粒填料 颗粒组成 可压实性 分形维数

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高铁无砟轨道路基填料微膨胀机理试验研究 被引量：10

14

作者 王瑞 程建军 +4 位作者 祁延录 高丽 王梦田 李中国 马泽轩 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1350-1358,共9页

为确定高速铁路路基粗颗粒填料中膨胀性组分与骨料之间的相互作用机理,对我国西部一客运专线无砟轨道上拱区段进行调查研究后,选择其中部分工点对基床部分填料进行取样分析,并开展了孔隙率-蒙脱石掺量影响下的膨胀试验。研究分析了填料... 为确定高速铁路路基粗颗粒填料中膨胀性组分与骨料之间的相互作用机理,对我国西部一客运专线无砟轨道上拱区段进行调查研究后,选择其中部分工点对基床部分填料进行取样分析,并开展了孔隙率-蒙脱石掺量影响下的膨胀试验。研究分析了填料膨胀率在蒙脱石含量、填料孔隙率共同作用下的变化规律及其膨胀机理。试验结果表明:填料膨胀率与膨胀性矿物(蒙脱石)含量呈正相关,与孔隙率呈负相关;进一步分析数据后提出参数β,即蒙脱石掺量与填料孔隙率之比作为衡量路基填料膨胀性的指标,当该结构下的基床A组填料β=0.365时,A组填料膨胀性达到高速铁路可调节的临界指标。并将现行规范中对填料膨胀性的相关规定,利用参数β换算为膨胀率代入数值模拟进行计算,证明了现行规定与高速铁路设计计算的不适应性。 展开更多

关键词 无砟轨道 粗颗粒填料 微膨胀 孔隙率 轨道上拱 试验研究

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单向冻结条件下路基双层土体层间水分迁移机制研究

15

作者 王天亮 范帅波 +2 位作者 高毅仁 张飞 寇晓康 《岩土力学》 2025年第9期2873-2884,共12页

通过室内土柱的单向梯度降温试验,分析土柱中存在两种土体情况下,不同填料的中值粒径与温度场、补水量、水分重分布及冻胀变形的变化情况,分析中值粒径对铁路路基粗颗粒填料层间水分迁移特征的影响。研究结果表明:在单向冻结时,改变下... 通过室内土柱的单向梯度降温试验,分析土柱中存在两种土体情况下,不同填料的中值粒径与温度场、补水量、水分重分布及冻胀变形的变化情况,分析中值粒径对铁路路基粗颗粒填料层间水分迁移特征的影响。研究结果表明:在单向冻结时,改变下层土体而其他试验条件不变的情况下,相同温度边界下土体的温度变化过程基本一致,冻结深度无显著差别;重点考虑上下层土的中值粒径d50,提出上下层中值粒径比F50,用于评价上下层土粒径差距程度对层间水分迁移的影响。在上下层中值粒径比为1.40~3.24时补水相对较小,层间位置会发生水分集聚,随比值的增大,补水量越少,层间集聚效果越好,水分越难由下层进入上层,土柱冻胀变形越小。上下层的流速及水分迁移通道疏密程度有明显差别,上层较为稀疏,下层较为密集,以下层水分迁移速度较慢,上层水分迁移较快为主,层间水分集聚受水分迁移通道疏密程度影响较大;当上下层中值粒径比值过高或者过低时,水分在自下而上迁移过程中,均会于土柱层间突破。 展开更多

关键词 粗颗粒填料 单向冻结 双层土体 水分迁移

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