動(dòng)荷載增加與排水不暢是造成鐵路基床病害的主要原因,考慮浸水作用的土體骨干曲線模型對于重載鐵路擴(kuò)能改造適應(yīng)性評價(jià)有重要價(jià)值。進(jìn)行了一系列不同動(dòng)應(yīng)力下的浸水動(dòng)三軸試驗(yàn),基于"單線法"分析了動(dòng)力作用下的濕化變形、剪切模量及骨干曲線的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,在動(dòng)應(yīng)力幅值超過100k Pa后,土的濕化變形顯著增加;剪切模量經(jīng)歷了前期壓密、穩(wěn)定、浸水軟化三個(gè)階段;通過引入歸一化塑性應(yīng)變指數(shù),提出了基于H-D模型的土體濕化骨干曲線模型;與不同壓實(shí)度下實(shí)測骨干曲線的對比分析,證明了模型的合理性與有效性。與傳統(tǒng)骨干曲線模型相比,該模型可以描述土體浸水過程中的動(dòng)力軟化特性,為進(jìn)行列車軸重增加情況下基床的濕化變形計(jì)算提供了依據(jù)。

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【部分圖文】：

圖1浸水動(dòng)三軸試驗(yàn)裝置示意

C80單節(jié)車長為12m,列車的設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為100km/h,可得加載頻率為2.3Hz,這里取2.5Hz作為本次試驗(yàn)的加載頻率。為節(jié)約時(shí)間,本研究未考慮間隙頻率影響。為模擬重載列車轉(zhuǎn)向架對于基床的作用,實(shí)驗(yàn)加載動(dòng)應(yīng)力波形采用單脈沖波形,加載方式見圖2。圖2荷載形式

圖2荷載形式

圖1浸水動(dòng)三軸試驗(yàn)裝置示意基床中動(dòng)應(yīng)力大小與土性、埋深及車速有關(guān)系,根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)[25],C80列車在基床部位產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力幅值范圍在80～120kPa之間,以及考慮到未來擴(kuò)能改造情況下路基的變形特性,動(dòng)應(yīng)力幅值分級設(shè)置為20、40、60、80、100、120、140kP....

圖3不同動(dòng)應(yīng)力幅值下試樣的濕化變形

由于土樣為非飽和重塑樣,土樣在前期動(dòng)應(yīng)力作用下壓實(shí),累積動(dòng)應(yīng)變趨于穩(wěn)定,此時(shí)再打開進(jìn)水閥門,在此基礎(chǔ)上的試樣變形就是動(dòng)力作用下的濕化變形。不同動(dòng)應(yīng)力幅值下試樣的濕化變形見圖3。由圖3可見,當(dāng)動(dòng)應(yīng)力幅值為20～60kPa時(shí),補(bǔ)水前后試樣的累積應(yīng)變相差很小;動(dòng)應(yīng)力幅值為80kPa....

圖4動(dòng)剪切模量Gd隨循環(huán)次數(shù)變化關(guān)系

不同動(dòng)應(yīng)力下剪切模量隨循環(huán)周次的變化曲線見圖4。由圖4可見,土樣的剪切模量的變化經(jīng)歷了三個(gè)階段:(1)壓密固結(jié)段。壓密階段非飽和土樣在動(dòng)力作用下壓密,壓密初期動(dòng)剪切模量增長緩慢,處于初始壓密階段;循環(huán)加載約10次后,剪切模量迅速增大,土樣處于快速壓密階段。在同一循環(huán)次數(shù)下,動(dòng)應(yīng)力....

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