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铁路基床翻浆冒泥病害成因的细观机理分析

2021-08-03肖尊群耿星月舒志鹏董琼英姜亦男曹童童

科学技术与工程 2021年19期

肖尊群,耿星月,王 鑫,舒志鹏,董琼英,姜亦男,曹童童

(1.武汉工程大学资源与安全工程学院, 武汉 430062;2.中南大学土木工程学院, 长沙 410075)

翻浆和冒泥是铁道工程中最为常见的病害之一。由于两者形成的机理基本一致,因此合并成一种病害[1-2]。聂如松等[3]给基床翻浆冒泥病害的定义为:列车动荷载作用下路基面(厚度一般小于0.5 m)受水浸泡软化后,以泥浆形态向道床或者通过道床层往外冒浆的现象;并且总结出非冻土地区翻浆冒泥产生、发展的3个条件:基床土的工程性质,水和温度对基床的影响,动荷载的性质、大小和分布。丁瑜等[4]针对风化红砂岩残积土路基,通过室内饱和土排水、不排水动三轴试验研究翻浆冒泥的形成机制,提出连续降雨条件下路基瞬态饱的概念。

关于基床翻浆冒泥的形成机理,传统理论认为:列车震动荷载作用下,路基土振动,孔压迅速增长,使得基床土体被破坏、侵蚀、软化,最终变成液态泥浆,动载前后的泥浆和细粒土往外翻冒,形成翻浆冒泥病害[5]。Duong等[6]、Romond[7]通过室内物理模型试验,发现路基土发生翻浆冒泥和细颗粒土的迁移有关,将翻浆冒泥看作是土体接近饱和状态时,循环荷载作用下的液化结果。Chawla等[8]、Alobaid等[9]认为粉土路基比黏土路基更容易发生翻浆冒泥病害。王威等[10]通过建立描述路基土中振动孔压增长与消散规律的控制微分方程,得到孔压的增长曲线,判断基床是否发生液化而引起翻浆冒泥现象。

目前,关于翻浆冒泥病害机理的研究主要通过现场调查、室内模拟试验等手段得到病害的宏观演化规律。……

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