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列车振动作用对黄土渗透性影响研究
| 论文题名： | 列车振动作用对黄土渗透性影响研究 |
| 关键词： | 铁路;边坡稳定性;黄土;渗透性;列车振动;促渗机理 |
| 摘要： | 长期列车振动和降雨入渗的联合作用可导致铁道周围边坡失稳，其对铁路的建设和安全运营造成极大的隐患，因此列车振动与水联合作用下铁路周围的边坡稳定性问题引起学界的关注。本文依托国家自然科学基金重点项目《黄土滑坡的人工振动促渗促滑机理研究》，对其中王家鼎教授提出“促酥、促裂、促渗、促滑”的四促效应中的促渗效应进行试验研究，探讨列车振动幅值、频率与振动入渗方式对黄土渗透性的影响，并从不同的角度对列车振动促渗机理进行分析。通过研究现得出以下结论: ①在陇海线沿线的山川和平原区开展了原位监测，并对监测数据进行了频谱分析。分析发现:振动加速度随着距铁轨距离的增大呈指数形式衰减，山区由于纵深较大振动衰减速率明显大于平原区;客货运列车振动优势频率主要集中在18-22Hz，高频段会在传播的过程中逐渐衰减;客货运列车振动平均最大幅值为0.4mm，且在传播过程中会不断衰减。 ②在列车振动原位监测的基础上，利用自主研发的土壤工程振动渗透仪开展了室内振动饱和渗透试验。试验发现:振动频率为20Hz时，黄土因发生共振作用对黄土的渗透性影响最大;黄土的渗透速率随振动幅值增大而加快，渗流稳定后饱和度增加;列车振动联合水共同作用下对黄土的渗透性影响最明显。 ③基于饱和振动渗透试验本文设计了振动作用下一维垂向积水入渗试验。试验发现:在振动外力的作用下，黄土内部封闭气泡逸出，气相逸出率增大，入渗阻力减小，水的入渗速度加快，振动频率为20Hz、振动幅值为0.4mm时黄土由于共振作用稳定饱和度最高。 ④入渗是水相驱替孔隙中气相的过程，振动促渗效应机理主要包括以下几个方面:一是累计的列车振动和水的联合作用促进了斜坡优势入渗通道的形成，促进了表层水体的入渗;二是列车振动加快了土颗粒中可溶盐的溶解，增大了土颗粒中的孔隙;三是孔隙气体尤其是封闭气体在振动作用下大量排出，减小了入渗阻力。 |
| 作者： | 许元珺 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 王家鼎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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