原文传递
高速铁路水泥改良黄土路基动力稳定性研究
| 论文题名： | 高速铁路水泥改良黄土路基动力稳定性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;水泥改良黄土路基;循环荷载;动力稳定特性;数值模拟 |
| 摘要： | 高速铁路对沉降的要求十分严格，路基作为无砟轨道结构的基础，是保证轨道结构平顺和稳定的前提。随着西部大开发战略的不断推进，在黄土地区修建高速铁路所遇到的问题越来越多，以沿线优良A、B组填料最为突出。为满足高速铁路对路基填料的要求、扩大黄土填料的使用范围，最好的方法是用水泥等固化剂对其进行改良。但目前针对高速铁路循环荷载作用下水泥改良黄土路基动力稳定性的研究较少，也缺乏相关经验和相对成熟的理论。因此，本文通过动三轴试验及数值模拟等手段，对水泥改良黄土路基动力稳定特性展开系统地研究，主要结论如下: (1)通过击实试验、液塑限试验、无侧限抗压强度试验及标准三轴试验，对重塑黄土及不同掺量(3％、5％、7％)的水泥改良黄土物理力学指标进行了研究，结果表明水泥改良黄土的无侧限抗压强度、粘聚力、内摩擦角等均随水泥掺量的增加而增加。三种掺量的水泥改良黄土无侧限抗压强度均能满足高速铁路对基床底层填料的要求。 (2)通过GDS动三轴仪模拟高速铁路路基受力状态，对重塑黄土和水泥改良黄土路基在高速列车长持时、小振幅振动荷载作用下路基的变形特性进行了研究，得到弹性变形及累积塑性变形随水泥配合比的增加而减小，且沿深度方向逐渐递减，并拟合了累积塑性变形预测模型。为了保证施工质量，同时兼顾经济性，建议水泥掺量取5％。 (3)对5％的水泥改良黄土进行短时及疲劳动三轴试验，得到短时动剪应变门槛γtvs、疲劳动剪应变门槛γtvL及临界动应力σdcr随围压和固结比的增加近似线性增加，并通过二元回归分析拟合了相应的关系式，进一步得出短时动剪应变门槛γtvs与疲劳动剪应变门槛γtvL满足关系式γtvL=(0.25～0.35)γtvS。 (4)基于二系悬挂体系车辆-轨道-路基耦合动力分析方程，运用MIDAS/GTS有限元分析软件，得到高速铁路水泥改良黄土路基竖向位移、加速度、动应力及动剪应变沿深度方向迅速衰减，且随列车速度的增加而增加。 (5)结合数值模拟结果，分别采用临界动应力法和动剪应变法对水泥改良黄土路基动力稳定性进行评价，得到动剪应变法更合理、准确。基于无侧限抗压强度试验，建立动剪应变门槛与无侧限抗压强度之间的关系。根据简单的无侧限抗压强度试验，通过关系式γtvS0=(0.188～0.212)εcu、γtvS=(0.73σ3+14.60KC+γtvS0)×10-5、γtvL=(0.25～0.35)γtvS获得评价动力稳定性的参数。 |
| 作者： | 李善珍 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 马学宁;牛新泽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
