高速铁路基床填料物理力学特性试验分析

论文摘要

近年来随着我国普通铁路的提速,以及高速铁路的迅猛发展,对铁路路基基床填料的要求也越来越高。承载特性和变形问题等便成为高速铁路基床设计所考虑的重要控制因素。粗粒土具有良好的工程特性,目前已广泛应用于当前的铁路工程建设中,而且应用范围日益扩大,因此粗粒料的工程特性研究已经成为许多专家研究的重点。为了工程建设的需要,了解其物理力学性质,进行了大量粗粒土的室内试验。主要研究工作及其结论如下:1)对粗颗粒土的试验土样进行了筛分和相对密度试验,分别从级配情况和是否满足基床填料的要求两方面进行了分析。分析结果认为,AB组填料和级配碎石两种粗颗粒土均级配优良,但用于路基基床的填料,其部分细颗粒含量偏少;通过相对密度试验得知两种填料的相对密度可以达到规范要求,且两种填料的干密度和孔隙比分别存在呈线性的相关关系。2)采用不同的击实标准、击实功和测定含水量的方法进行击实试验的研究,通过试验结果可知,击实功越大所得的干密度越大,含水量的测定方法对试验的结果也影响较大。3)采用排水不固结快剪试验和排水反复直接剪切试验。分别在压实度为95%和90%,不同垂直应力的条件下进行试验。通过试验结果分析得到,随着垂直应力的增大,剪应力与水平位移关系曲线的软硬化关系是不一致的,说明其与压实度有密切关系;残余强度与土样有关;不同的压实度下剪切稳定的次数不同,剪胀性也不同。4)压缩试验是在最佳含水量和浸水两种状态下取压实度为96%、93%、90%和87%进行试验。试验结果认为两种试样塑性变形占主要,弹性变形较小;压缩模量随着垂直应力的增大而增大;压实状态和含水状态对固结系数和前期固结压力的影响较小。5)渗透试验在不同干密度和级配的条件下进行研究其临界坡降和渗透系数的变化,通过结果可知,干密度的、级配情况和细粒含量均对临界坡降和渗透系数有较大的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 室内土工实验的地位和作用
• 1.2.2 粗粒土的分类及其特性
• 1.2.3 粗粒土及 A、B填料和级配碎石的研究现状
• 1.3 研究目的
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 颗粒分析及相对密度试验
• 2.1 引言
• 2.2 试验的目的与意义
• 2.3 土样来源及试验仪器
• 2.3.1 土样来源
• 2.3.2 试验方法及仪器
• 2.4 筛分试验结果及分析
• 2.4.1 试验结果及粒径级配曲线
• 2.4.2 级配指标
• 2.4.3 试验结果分析
• 2.5 相对密度试验结果及分析
• 2.5.1 试验结果
• 2.5.2 试验结果分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 击实试验分析
• 3.1 引言
• 3.2 击实的目的及意义
• 3.3 试验原理和试验仪器
• 3.3.1 试验原理
• 3.3.2 试验仪器
• 3.4 试验方案及击实密度的影响因素
• 3.4.1 试验方案
• 3.4.2 土层的击实密度的影响因素
• 3.5 最大干密度的重要性
• 3.5.1 压实度与最大干密度的关系
• 3.5.2 干密度的计算及相关影响因素
• 3.6 击实试验的影响因素分析
• 3.6.1 击实标准和级配的影响
• 3.6.2 测定含水率时取土样的影响
• 3.6.3 振动与击实成型的对比
• 3.6.4 三种击实试验最大干密度和最佳含水量对比
• 3.7 本章小结
• 第4章 直接剪切试验分析
• 4.1 引言
• 4.2 研究现状
• 4.2.1 粗粒土的抗剪强度表达式
• 4.2.2 粗粒料超径颗粒研究
• 4.2.3 粗粒料剪胀性研究
• 4.3 直剪的目的及意义
• 4.4 试验原理和仪器
• 4.4.1 试验原理
• 4.4.2 试验仪器
• 4.5 试验方案
• 4.5.1 试验方法
• 4.5.2 剪切速率及破坏标准
• 4.5.3 垂直压力
• 4.5.4 试验材料
• 4.6 试验结果
• 4.6.1 粗粒料剪应力与水平位移的关系研究
• 4.6.2 粗粒料剪胀性研究
• 4.6.3 粗粒料抗剪强度研究
• 4.7 本章小结
• 第5章 压缩试验分析
• 5.1 引言
• 5.2 压缩变形机理
• 5.2.1 粗粒土的压缩机理
• 5.2.2 土的压缩特性
• 5.3 压缩试验的目的及意义
• 5.4 试验仪器和试验方案
• 5.4.1 试验仪器
• 5.4.2 试验方案
• 5.5 试验结果及分析
• 5.5.1 压缩-回弹-再压缩过程分析
• 5.5.2 先期固结压力
• 5.5.3 压缩系数及压缩模量
• 5.5.4 固结系数及其影响因素分析
• 5.5.5 压缩试验中的影响因素分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 渗透特性分析
• 6.1 引言
• 6.2 研究现状
• 6.3 试验目的及试验仪器
• 6.3.1 试验目的
• 6.3.2 试验仪器
• 6.4 试验方案及步骤
• 6.4.1 试验方案
• 6.4.2 试验步骤
• 6.5 渗透特性研究
• 6.5.1 渗流规律的研究及渗透破坏的类型
• 6.5.2 细粒含量对渗透系数的影响
• 6.5.3 试验结果及分析
• 6.5.4 渗透的主要影响因素
• 6.6 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表的论文