铁路路基粗粒土填料临界动应力试验研究

粗粒土填料被广泛应用于铁路基床填料中,直接承受轨道结构传递的列车动循环荷载的长期作用,研究其在列车动荷载作用下的动力行为特征及塑性变形特性可为路基状态评估、沉降控制提供思路。采用GDS动三轴试验系统对铁路基床表层的粗粒土填料动力响应开展研究,通过引入塑性应变率和安定理论,将不同频率、围压、循环动应力比等条件下路基填料的轴向塑性应变的发展规律划分为塑性安定、塑性蠕变和增量塑性破坏3种类型,并确定了塑性安定和塑性蠕变状态的临界动应力水平。研究表明:粗粒土填料的临界循环应力比随着围压的增大而增大,随着荷载频率的增加而减小。通过对试验结果的拟合分析,提出了以围压为变量的临界动应力经验公式,为合理评估列车荷载作用下路基任意深度的动力稳定提供了理论依据。

循环荷载下海砂复合固化淤泥动弹性模量与阻尼比研究

为了探究不同海砂掺量和振动频率对海砂复合固化淤泥动应力-动应变(σ_(d)-ε_(d))关系、动弹性模量及阻尼比的影响,以海砂复合固化淤泥为研究对象,利用GDS动三轴仪在不同频率下进行分级加卸载试验。试验结果表明:动应力较小时,σ_(d)-ε_(d)曲线呈线性关系,逐级增大动应力,动应变增长迅速直至破坏;同一频率下,应力-应变曲线随海砂掺量的增加先上升后下移,掺量为15%的固化淤泥曲线位于最上方;同一海砂掺量,高频下的动变形小于低频、动强度高于低频;不同海砂掺量、不同频率下固化淤泥动弹性模量E_(d)均随动应力σ_(d)的增大而先增大后减小,阻尼比λ随动应力σ_(d)的增大先略有减小后逐渐增大;滞回耗能ΔW随动应力σ_(d)的增加呈现出非线性增大的趋势,相同动应力下对应的滞回耗能ΔW随频率的增加而减小;增大频率和掺入适量海砂可以提高固化淤泥的动弹性模量,有效降低固化淤泥的阻尼比。研究成果可供探讨海砂复合固化淤泥的动力特性和设计提供试验和理论参考。

地铁行车荷载下隧道周围加固软粘土孔压特性试验

由于上海轨道交通四号线海伦路站隧道周围软土在地铁行车荷载作用下产生变形,使隧道发生局部开裂、渗水而需要对地铁隧道进行加固处理。通过上海地铁4号线海伦路站附近隧道周围加固软粘土进行应力控制的循环三轴试验,研究了地铁行车荷载作用下加固软粘土的动孔压发展情况,充分考虑了土体围压、固结比、轴向循环荷载的大小及频率对动孔压的影响。研究结果认为,其他条件相同时,加固软粘土孔压随振动次数、循环荷载幅值的增大而增大,随围压和加载频率的增大而减小,可以用二次对数关系曲线对加固软粘土残余孔压变化进行预测。

湛江软土震陷特性试验研究

通过进行应力控制的循环三轴试验,研究了湛江钢铁海漫滩、海积平原区域淤泥质土的震陷特性,充分考虑了土体围压、固结比、循环应力比的大小对残余应变的影响,得到了软粘土残余应变随振动次数、围压、固结比、循环应力比而变化的规律。结果发现不同因素的影响存在耦合的作用,残余应变的发展主要表现为衰减型曲线和破坏型曲线,可分别用对数关系曲线模型和指数关系曲线模型进行预测,对该区域的防震建设提供了有价值的参考。

测试黄土动强度的新方法研究

黄土动力特性是黄土地区地质灾害中重点考虑的一个影响因素,因其机理复杂,目前还未有规范对其进行定性的解释。针对目前学术界使用较多的土动强度试验方法,考虑到实际工程工期紧、试验量大的特点,提出了一种测试黄土动强度的新方法,该法具有试验量小、数据处理简单等优点。通过英国GDS动三轴进行试验,论证了该法的合理性与可靠性,对后续科研工作具有参考意义。

饱和软黏土应变累积特性及经验模型

为了更加真实地描述地基饱和软黏土在长期交通循环荷载作用下的永久变形特性,借助GDS变围压动三轴试验系统对温州饱和软黏土开展了一系列恒定围压应力路径(CCP)以及变围压应力路径(VCP)下的部分排水循环加载试验,重点分析了循环动应力比(CSR)、应力路径(α)及其长度(L)对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在给定的循环次数(N)下,永久轴向应变随着CSR的增大和α的减小而增大,可分别采用指数函数和对数函数描述永久轴向应变与CSR和α之间的关系。基于试样经历10000次循环后的永久轴向应变,通过归一化处理发现归一化永久轴向应变(ε^(p)_(a),10000/ε_(p,CCP)_(a,10000))与归一化应力路径长度(L/L_(CCP))和归一化平均主应力幅值(p^(ampl)/p_(CCP)^(ampl))之间分别呈对数和线性关系且与CSR无关。进一步构建了考虑CSR、α以及N综合影响的对数型经验模型并对不同应力路径下的永久轴向应变进行了预测,预测结果与实测值呈现出较好的一致性。