高速列车荷载作用下粗粒土填料累积变形试验研究
2021-05-13王启云魏心星张丙强林华明肖南雄罗才松
铁道学报 2021年3期
王启云,魏心星,张丙强, 林华明,肖南雄,罗才松
(1.福建工程学院 土木工程学院,福建 福州 350118;2.福建工程学院 地下工程福建省高校重点实验室,福建 福州 350118)
我国TB 10001—2016《铁路路基设计规范》[1]将粒径0.075~60 mm的颗粒含量(质量比)大于50%的土石混合料定名为粗粒土。由于粗粒土具有优良的工程特性,因而被广泛用作铁路路基基床填料。在长期的周期性列车荷载作用下,粗粒土基床必然会产生累积塑性变形,从而影响轨道的平顺性和列车运行安全性。粗粒土路基长期累积变形控制与预测目前仍是高速铁路建造中需要关注的重要问题[2]。
根据路基填料所处的应力状态、环境条件等因素,国内外学者利用单元模型[3]、大型动三轴[4-7]、大比例尺物理模型[8-10]对粗粒土开展了大量的动力循环荷载试验,建立了能综合考虑多种影响因素的长期累积应变或应变预测模型。例如,Monismith等[11]建立了路基累积动应变与荷载作用次数相关的两参数指数模型,且该模型被广泛应用。Cerni等[12]采用指数函数描述累积应变与加载次数的关系。Rahman等[13]提出了粗粒土应变率与加载次数的指数函数关系,可适用于较大的应力范围。国内方面,刘钢等[3]提出采用负幂函数描述累积变形速率。张家生等[8]根据1∶1高速铁路路基物理模型试验结果,提出采用双曲线函数描述粗粒土路基累积变形与加载次数的关系。刘宝等[14]利用动三轴试验建立了综合考虑含水率、荷载作用次数、动应力水平相互耦合作用的累积应变预测模型。……
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