详情

原文传递路基压实参数相关关系及改良土控制指标的研究

论文题名：	路基压实参数相关关系及改良土控制指标的研究
关键词：	无碴轨道;路基填料;压实参数;回弹模量;室内预估;改良土;控制指标
摘要：	本论文主要工作有：(1)针对目前国内无碴轨道路基压实控制参数众多及国际上不同压实标准体系采用不同压实参数的特点，开展有关路基填筑压实参数相关关系的现场试验研究；(2)通过室内回弹模量及波速试验建立起对路基填料压实指标K<,30>、E<,v2>的事先估计；(3)结合高速铁路路基填料的选择，开展改良土特性及控制指标的研究。基于上述问题，通过现场试验、室内试验及理论分析得到如下成果： 1．压实参数相关关系研究通过对遂渝线无砟轨道综合试验段以及京津城际各种填料所进行的Evd、E<,v2>、K<,30>、孔隙率n、压实系数K等现场测试，主要得出以下结论： 1)填料不同E<,vd>与K<,30>回归相关关系是有差异的。利用回归关系曲线，取规范中规定的E<,vd>值计算得到的K<,30>值与规范规定的K<,30>值相比，红层泥岩最为接近，京津城际AB组填料相差最大。对所有数据进行回归分析，尽管利用其回归关系曲线，取规范中规定的E<,vd>值计算得到的：K<,30>值与规范规定的K<,30>值存在偏差，但是二者差距不大，基本上还是比较一致的，说明规范中要求的：K<,30>，及E<,vd>值对路基压实质量的控制标准是基本相当的。 2)填料不同E<,vd>与E<,v2>回归相关关系是有差异的。利用回归关系曲线，取规范中规定的E<,vd>值计算得到的E<,v2>值与规范规定的。E<,v2>值相比，红层泥岩最为接近，京津城际AB组填料与遂渝线级配碎石相差最大。对所有数据进行回归分析，利用其回归关系曲线，取规范中规定的E<,vd>值计算得到的E<,v2>值与规范规定的E<,v2>基本上是比较一致的，说明规范中要求的E<,v2>及E<,vd>值对路基压实质量的控制标准是相当的。 3)填料不同E<,v2>与K<,30>回归相关关系是有差异的。利用回归关系曲线，取规范中规定的K<,30>值计算得到的E<,v2>值与规范规定的E<,v2>值相比，红层泥岩最为接近，其它填料相差较大。对所有数据进行回归分析，利用其回归关系曲线，取规范中规定的K<,30>值计算得到的E<,v2>值与规范规定的E<,v2>基本上是比较一致的，说明规范中要求的：K<,30>，及E<,v2>值对路基压实质量的控制标准是相当的。 4)K<,30>与E<,v1>相关系数大致在0.8～0.98间，相关性较高。其回归直线斜率在0.21～0.30之间，与理论值0.23较为接近。 5)K<,30>/E<,v2>主要集中于0.7-2.3之间，K<,30>/E<,v2>等于1.5左右时概率最大，0.9-2.1中间分布比较均匀，对K<,30>、E<,v2>相关关系分析及：K<,30>/E<,v2>值分布概率最大处的数值分析说明我国与德国路基压实标准大体上是相当的。 6)n与p d相关系数为0.87，相关性较高。考虑到轻重型击实试验的差异，德国新建铁路压实系数与我国新建时速300-350公里路基设计规范中对压实系数的要求基本相当。 7)力学指标与物理指标之间相关关系较差。 8)通过对京津城际分层检测数据的分析可以得出E<,v2>值较K<,30>、E<,v1>值相对稳定，更适合作为路基评价标准。 2．力学指标K<,30>、E<,v2>预估方法的研究通过理论推导与分析及室内回弹模量试验和波速试验得到如下结论： 1)在理论上，若认为试样泊松比μ及密度ρ等一样的情况下，回弹模量E<,e>及u<,s><,2>都与地基系数K<,30>基本上成线性关系。 2)回弹模量试验得到K<,30>与回弹模量E<.e>有如下关系：K<,30>=0.967 E<,e>，线性相关系数为0.936，线性程度比较好，可以利用回弹模量试验对地基系数K<,30>进行事先估计；E<,e>与：E<,v2>存在如下关系：E<,v2>=0.3487 E<,e>+40.254，可以利用此关系式通过室内回弹模量试验对现场E<,v2>值作出估计。经理论分析，折算后的E<,e>与：K<,30>关系式与理论上的关系基本是一致的，说明可以利用理论关系式实现对K<,30>的事先估计。 3)室内波速试验结果显示ρν<,s><'2>与K<,30>存在比较好的线性关系，关系式为：K<,30>=2.188 ρu<'2><,s>，线性系数为0.98，可以利用室内波速试验对地基系数．K<,30>进行事先预估；ρν<,s><'2>与E<,v2>存在如下关系：E<,v2>=0.7890ρν<,s><'2>+40.254，可以利用此关系式通过室内波速试验对现场E<,v2>值作出估计。经理论分析，折算后的ρν<,s><'2>与K<,30>关系式与理论上的关系基本是一致的，说明可以利用理论关系式实现对K<,30>的事先估计。 4)回弹模量及波速试验都能对K<,30>、E<,v2>作出预估，但从线性回归分析结果可以看出，波速试验较回弹模量试验线性度要高，另外波速试验较回弹模量试验简便、快捷，不存在接触界面影响的问题。 3．改良土控制指标的研究改良土的控制指标既要考虑与普通填料一致的常规指标的要求，又要针对其特性对其特殊指标进行要求。将K作为其填筑压实控制指标；K<,30>、E<,v2>、E<,vd>、CBR作为其模量及变形控制指标；无侧限抗压强度、抗剪强度指标C、φ值作为其强度控制指标，湿化质量损失率、冲刷量、有荷膨胀率作为其水稳性控制指标，临界动应力、干湿循环质量损失率作为其耐久性控制指标。压实系数K、地基系数K<,30>、变形模量E<,v2>、动态变形模量E<,vd>、无侧限抗压强度等作为改良土的基本控制指标，其它指标根据实际情况、工程重要性、设计要求等选取。从而使改良土的性能应不低于拟选用的A、B组填料的性能。以上这些指标的选取应遵循下列原则： 1)改良土压实系数K、地基系数K<,30>、变形模量E<,v2>、动态变形模量E<,vd>应达到该填筑结构层的路基压实标准。 2)改良土无侧限抗压强度验算值取室内无侧限抗压强度屈服值的0.6。 3)对于需要考虑边坡稳定性的路基，建议引入可靠度设计方法，根据线路重要性选择不同的目标可靠度，改良土抗剪强度指标C、φ值满足边坡稳定性要求。 4)对铁路路基来说，改良土填料应检验加州承载比CBR，CBR值应满足下表的要求： 5)在受到水浸蚀的地区，应在铁路路基设计过程中考虑改良土的水稳性，水稳性主要通过改良土浸水30min质量损失率、冲刷30min质量损失率及有荷作用下的膨胀率来控制。对不同的工程应根据不同的土质条件和设计要求确定具体标准。 6)改良土临界动应力应满足下式要求： [σ<,d>]≥σ<,zL>，σ<,ZL.=σ.η 式中：η为动应力沿深度方向衰减系数；σ为列车在路基上产生最大动应力。σ=4.42P(kPa)式中：P为列车轴重(t)7)改良土耐干湿循环能力以干湿循环质量损失率作为控制指标，对于不同的工程应根据不同的土质条件和设计要求确定不同的标准。
作者：	程远水
专业：	岩土工程
导师：	张千里
授予学位：	硕士
授予学位单位：	铁道科学研究院
学位年度：	2007
正文语种：	中文