高速铁路红层泥岩路基基床填料物理力学特性试验研究

摘要

高速铁路对路堤特别是基床的填料有严格的要求。对于达成客货混运新线，考虑其修筑线路长，地质条件复杂，沿线优质填料缺乏，如整条线路都使用优质填料，无论从成本上还是从优质填料的确保上都存在着很大困难。因此扩大可使用的填料范围，使C、D组填料用作高速铁路的路堤本体及基床底层填料，这对于我国铁路建设具有重要意义。 在以往的普通铁路、高速公路及普通公路的路基填筑中，不乏应用红层泥岩的例子，但由于对红层泥岩的研究和认识不够深入，既有工程出现的病害较多。随着我国高速铁路建设的兴起，对于那种缺乏优质填料、沿线又分布具有广泛的红层泥岩的地区，想要使之能用于高速铁路的填筑，就必须进行系统的物理力学特性试验研究，借以指导红层泥岩的设计和施工方法的改进，验证红层泥岩用于高速铁路的可行性。 红层泥岩用作高速铁路路堤本体填料，在遂渝线无砟轨道试验段首次得到了成功的应用。然而，遂渝线无砟轨道中红层泥岩的使用仅仅限于路堤本体填料，对于新建达成铁路，由于设计速度较高，载重大，高速铁路基床底层受列车动力的反复作用并更易受到大气环境的影响，在列车运行时基床将承受较大的动应力，然而将红层泥岩用作高速铁路基床底层填料，还没有实际的工程应用例子。 在遂渝线无砟轨道试验段一定范围内使用了红层泥岩作为路堤本体填料的研究基础上，对比进行了红层泥岩的击实试验，承载比试验，自由膨胀率试验，有(无)荷载膨胀率试验，软化试验，静三轴试验，对红层泥岩的物理力学性质进行了详细的研究，得出了相应的应用成果。同时，为了研究红层泥岩用作新达成铁路的路堤及路基基床底层填料的可行性，必须进行红层泥岩的动力学特性试验研究。通过红层泥岩的动三轴振动试验，得出了红层泥岩一系列的动力学特性，如：循环动荷载作用下的累积应变特性、动强度、当量应变、动弹性模量及阻尼比特性，为最终确定在新建达成铁路中路基采用红层泥岩作为路堤本体及基床底层填料提供了重要的动力学指标，为在红层地区修建高速铁路及公路提供重要参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.高速铁路路基工程的特点

2高速铁路的路基基床结构与动力特性

2.1路基的设计荷载

2.2基床的结构及其动力特性

2.3路基的变形与控制标准

3研究背景

3.1工程概况

3.2红层软岩地区铁路、公路工程中的病害问题

3.3研究目的

4高速铁路对填料的要求及红层泥岩的一般特性

4.1高速铁路路基对填料的一般性要求

4.2红层泥岩的一般物理力学性质

4.3中国红层泥岩的分布

5本文研究的重点

5.1红层泥岩填料强度、变形及水稳定性等特性的试验研究

5.2红层泥岩动力特性振动三轴试验研究

第二章红层泥岩的物理力学特性试验研究

1红层泥岩填料的击实试验

1.1击实试验的必要性、原理及影响因素

1.2试验方法

1.3试验结果

2红层泥岩填料的承载比试验

2.1承载比试验简介

2.2试验要点和步骤

2.3试验结果与分析

3红层泥岩的自由膨胀率试验

3.1试验方法与步骤

3.2试验结果

4红层泥岩填料的有荷载与无荷载膨胀率试验

4.1膨胀土的一般特征及对工程的影响

4.2膨胀土的分类标准

4.3试验概况

4.4试验结果与分析

5红层泥岩软化试验

6红层泥岩三轴剪切试验

6.1试验步骤及方法

6.2试验结果及分析

第三章红层泥岩填料动力特性试验研究

1试验要点

1.1仪器简介

1.2试验方案

2试验结果与分析

2.1动应力时程曲线

2.2轴向累积应变与振次的关系

2.3动强度曲线

2.4当量应变

2.5当量动弹性模量与阻尼比

第四章主要结论及建议

1主要结论

2建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目