福建山区铁路沿线软弱土分类及工程特性

福建山区铁路沿线的软弱土主要有以下4种基本类型：（1）山间谷地相软弱土；（2）非沉积型软弱土；（3）河漫滩相松散砂层；（4）工程弃填土。分析了各种软弱土的成因及工程特性，给出了各种软弱土路基的处理措施。     

兰新高速铁路沿线盐渍土地基的溶陷特性

兰新高速铁路在运营过程中出现了因盐渍土地基溶陷变形导致的线路病害。为此,对沿线不同类型盐渍土地基进行现场浸水载荷试验,并对盐渍土地基的溶陷特性及影响因素进行研究。试验结果表明:不同种类盐渍土地基的整体溶陷量呈现出含石膏粗颗粒盐渍土细颗粒盐渍土一般粗颗粒盐渍土的规律,其中粗颗粒盐渍土地基判定为不具有溶陷性。含石膏层粗颗粒盐渍土的溶陷变形主要由附加荷载作用下石膏结晶颗粒遇水软化崩塌造成,溶陷量及溶陷系数均大幅度提高,极值分别可达87.75 mm,0.02,在工程建设中应引起高度重视。骨架颗粒的尺寸效应对地基的承载力及溶陷系数影响显著,在含盐量近似的条件下,粗颗粒盐渍土较细颗粒盐渍土呈现出高地基承载力、低溶陷系数的特征。     

级配对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响

研究目的:随着高速铁路在盐渍土地区的不断发展,盐渍土的溶陷特性导致的高铁路基沉降问题越来越突出。为解决高速铁路在盐渍土地区由溶陷特性导致的路基沉降问题,本文将级配类型作为粗颗粒盐渍土溶陷特性的主要影响因素进行精细化分析,探究级配类型对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响。研究结论:(1)在硫酸钠含量相同的情况下,级配类型中粗颗粒的占比增大时,粗颗粒的骨架作用会抑制溶陷的发生,溶陷量会随之减小,在0.1%的低硫酸钠含量情况下抑制作用最明显,粗颗粒级配比细颗粒级配的溶陷系数减少了68.57%;(2)粗颗粒盐渍土的溶陷量随着硫酸钠含量的增加而增大,硫酸钠含量每增加1%,五种典型级配的溶陷系数平均增加0.01;(3)随着硫酸钠含量的增大,硫酸钠对粗颗粒盐渍土溶陷特性的影响程度减小;(4)本研究成果可为粗颗粒盐渍土地区高速铁路地基处置及路基设计提供依据和参考。     

铁路粉土路基土的变形与强度特性试验研究

为研究粉土铁路路基的稳定性,在室内进行了不同密实度和含水率压实粉土的三轴剪切试验,并得到了路基粉土的变形与强度性质随压实系数和含水率的变化规律,为分析和评价粉土铁路路基的稳定性提供了大量充实的试验数据。     

高铁盐渍土地区溶陷特性的预测模型及因素敏感性分析

近年来,高速铁路在西北地区建设中遇到大量的盐渍土路基,而盐渍土路基很容易发生溶陷变形,这对高速铁路的平顺性有着极为不利的影响。结合兰新铁路第二双线的盐渍土溶陷病害实例,使用改进的普通固结仪开展单因素溶陷试验,以其试验结果为基础,通过正交设计方法开展多因素交互作用下的盐渍土溶陷试验;采用SPSS软件对试验结果开展逐步回归分析,并根据分析结果中方差大小,消除不显著因素,建立溶陷系数简化预测模型,并对所得预测模型进行验证,确定影响氯盐渍土溶陷预变形的因素敏感性。研究结果表明:影响盐渍土的溶陷系数的敏感性因素由高到低排序依次为压实度,轴向压力,含盐量以及轴向压力与压实度的相互作用,影响所占比例分别为0.463,0.172,0.140,0.092。     

固化垃圾土路基沉降变形特性研究

采用垃圾土作为高速公路路基填料,对比素垃圾土和固化垃圾土路基的沉降量、土压力、水平位移等参数的变化规律,研究了废土路基的沉降变形特征,测试了固化垃圾土对路基变形的控制作用。结果表明:(1)采用水泥、水玻璃和CaCl_2组成的固化剂对兴延高速沿线附近的垃圾土有很好的固化效果。(2)添加固化剂可有效控制路基沉降;随荷载增大和时间增长,沉降量增大;在间歇填充间隔期间,沉降变化很小。(3)固化垃圾土地基和素垃圾土地基的土压力均随荷载的增加而增大;当填充速度加快时,土压力增加得更快。(4)固化垃圾土地基和素垃圾土地基的水平位移在施加荷载前期均较小,随着负荷的增加,素垃圾土地基的水平位移比固化的垃圾土增长得更快。     

高速铁路地基土压缩性分类及中低压缩性土变形特性研究

地基土压缩变形特性是影响高速铁路路基设计、施工、沉降评估等环节的重要因素。为进一步充分利用高速铁路地基土自身的承载变形能力,降低工程投资,通过开展综合勘察、土工试验及现场填筑试验等,提出基于变形控制为目的的高速铁路地基土分类标准,即高压缩性土、中高压缩性土、中低压缩性土及低压缩性土;并详细分析了各类地基土的物理力学指标。针对目前尚未充分利用的中低压缩性土,从室内试验压缩特性及现场填筑试验压缩性等角度分析了高铁路基荷载下,中低压缩性土地基承载变形快速收敛的特性。研究结果表明,在经过适当处理后,中低压缩性土变形可以满足高铁路基工程的要求。因此,将既有规范中中等压缩性土进一步细分为中低压缩性土和中高压缩性土,有利于优化高速铁路路基结构设计,为降低工程成本提供依据。     

双排土芯钢板桩围堰变形特性研究

为研究双排土芯钢板桩围堰变形特性,以竺山湖隧道围堰工程为背景,对施工现场进行数据监测,同时利用三维数值模拟软件PLAXIS 3D建立了施工现场的三维模型。通过数值模拟,研究不同施工阶段钢板桩的变形情况及内力分布情况,并与现场监测数据进行对比,以进一步分析单根钢板桩受力变形的特征。研究表明：围堰变形主要集中在钢拉杆和钢板桩与土交界处,呈现为中间凸出的复合变形特征;围堰受力集中于钢拉杆支撑处以及背水面钢板桩与土交界处,其中围堰背水面钢板桩的堰脚处弯矩最大;迎水面钢板桩位移较小且桩顶产生向围堰内侧的位移,背水面钢板桩位移较大;抽水工序对钢板桩变形及内力影响最为显著。     

张集铁路沿线崩塌的工程特性及防治

崩塌是不良地质的一种，它的存在对铁路的运营安全影响很大。张集线的崩塌落石主要分布于旧堡至土城子之间，沿线的分布较广，落石成分以玄武岩为主，其次为麻粒岩。对该区产生崩塌的现象进行了分析，并提出了相应的处理方法和措施。     

循环荷载下红层泥岩路基土的变形特性研究

针对红层泥岩土这种特殊的粒类材料,通过动三轴试验研究其在循环荷载下的变形特性。根据累积变形曲线的发展趋势,把红层泥岩土的累积变形分为稳定型和破坏型,并分析了产生不同变形曲线的原因。引入了动应力水平的概念,由试验数据得到红层泥岩土的临界动应力水平为30%左右。用Monismith模型来分析红层泥岩土的累积变形,发现系数A的离散性很大,而指数b的离散性较小。考虑土的类型、应力状态和物理性质等主要影响因素,将系数A扩展为3个参数,分别反映上述影响因素,3个参数具有明确的物理意义且容易确定,便于模型的实际应用。     

额哈线GSM-R系统局间互联电路的设计方案

因新建额哈铁路,呼和浩特铁路局与乌鲁木齐铁路局核心网MSC及其他局间电路需进行互联,从业务需求、网络结构等方面提出了局间电路互联的方案研究。     

饱和松软土刚性桩复合地基失稳变形特性研究

刚性桩复合地基常用于深厚软土地区,其失稳变形特性是饱和松软土复合地基设计考虑的关键因素之一。本文通过室内离心模型试验和数值仿真,分析了柔性荷载作用下刚性桩复合地基的沉降、变形规律及基桩稳定性,试验结果表明：当桩间距由3m增大到6m时,路基中心沉降及坡脚外侧隆起量均超过15 mm,地基变形系数达到0.8,外侧刚性桩均出现断裂现象,复合地基发生失稳,建议桩间距控制在4m以内。     

生态护坡根系纤维土强度和变形特性实验研究

研究目的:目前在土坡工程防护设计中,植被防护土坡一般还仅局限于园林工程师的活动范畴。然而,在提倡环境保护的今天,利用根系发达的植被,把园林工艺学和土力学与环境岩土工程技术结合到一起应用到实践中去,可以很好地实现硬化和绿化的和谐统一。为此开展植被护坡的根系固土实验研究,借鉴纤维加筋土的研究思路,研究1 mm粗和1～2 cm长的根系纤维,在不同根系拌合长度和拌合量时对根系复合土强度和变形的影响。研究结论:实验表明根系能够提高土体的粘聚力c,但一般不改变土体的内摩擦角φ,类似于加筋土的试验发现;根系对土体延展性有一定的改善作用,多年生植被长的根系更加有利于边坡防护。     

高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性分析

路基振动变形影响列车运行安全与舒适性,开展高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性的研究具有重要意义。利用MTS加载系统和自制模型箱,构建室内粗粒土填料单元模型试验系统,模拟列车的动载作用,对粗粒土填料开展5万次循环加载试验,获得振动变形与加载次数的关系曲线,探讨动应力幅值、加载频率对振动变形的影响。结果表明,在动应力幅值为25～200 kPa、加载频率为2～8 Hz的循环荷载作用下,粗粒土填料的初始振动应变为0.001 0～0.003 8,5万次加载后稳定振动应变为0.000 8～0.002 0;振动应变与加载次数呈负幂函数关系,且随动应力幅值、加载频率的增加而增大。根据试验结果建立路基基床振动变形分析模型,验证模型的合理性。研究结果可为高速铁路粗粒土路基的振动状态评价提供参考依据。     

细粒土填料重型压路机强振碾压动力变形特性研究

通过理论分析推导不同铺填厚度条件下细粒土振动碾压压实度沿深度变化的基本规律,并通过有限元ABAQUS分析软件,针对不同铺填厚度条件下细粒土振动碾压进行三维有限元模拟。通过控制不同的碾压层厚度,模拟不同铺填厚度条件下细粒土的压实情况,得到相关应力、位移、塑性应变分布图,进而得出使用大功率超重吨位超大激振力全液压自行式强振压路机条件下细粒土的最佳碾压层厚度及碾压次数。研究结果表明:根据细粒土不同深度处压实度曲线,可以方便确定经济有效的碾压施工参数;最佳铺填厚度条件下可使压实能量有效传递至整个填层厚度,压实施工经济高效;当铺填层厚度超过最佳厚度后,传递至填层下部的压实能量很小,导致土的压实度相对较小,并影响碾压层上部土体的压实度。本文研究成果对细粒土的振动碾压施工具有参考价值。     

渗水作用下膨胀土中单桩承载变形特性研究

目前膨胀土中桩基设计仍基于非膨胀土力学的设计原则。基于FLAC3D采用热-力耦合方法实现吸热膨胀来模拟膨胀土的吸湿膨胀,并重点阐述温度场模拟湿度场的关键参数取值方法。建立膨胀土中单桩三维实体模型,得出渗水作用下膨胀土中单桩的荷载变形特性、桩侧摩阻发挥特征,并分析了桩长、桩径、膨胀系数等对单桩承载特性的影响规律。研究结论:非扩底桩最小桩长宜大于2倍膨胀影响深度;细长桩比短粗桩更能有效降低膨胀土中桩顶的位移。该方法可获得渗水作用下任一时刻的桩身受力变形特性,为研究膨胀土中桩基受荷性能提供一种可行的变通手段。     

基于现场试验的刚-柔性基础下膨胀土变形特性研究

为研究膨胀土地基的膨胀变形响应规律,结合云桂客运专线建设,在弥勒中-强膨胀土区域选取典型工点,开展刚性基础(多压板荷载)与柔性基础(低路基)下膨胀土地基现场浸水试验,对比分析浸水后刚性和柔性基础下膨胀土地基的膨胀变形差异。试验结果表明:在较小荷载下,刚性基础与柔性基础下地基均产生明显的膨胀变形,膨胀变形量与上部荷载近似呈双曲线关系,前者的极限膨胀量约为后者的85%。对云桂客运专线试验段路基的长期监测试验表明:在自然条件下,路基较低时,地基相对膨胀量变化值随路基高度的增加而减小;路基高度超过5m时,其相对膨胀量变化值趋近于0,自然降雨对超过该填高的中-高路基下膨胀土地基的膨胀变形几乎无影响。     

重载铁路路基低液限粉土动力变形特性试验研究

低液限粉土是朔黄重载铁路路基的主要填料,通过一系列室内循环动三轴试验,研究循环荷载频率、动应力比、固结度和饱和度(含水率)等参数对低液限粉土动力变形特性的影响。研究结果表明:低液限粉土填料的轴向累积应变-振次关系曲线分为稳定型和破坏型,轴向累积应变随动应力幅值增大而增大,动应力超过临界动应力值,累积应变明显增长直到破坏。累积应变随振动频率的增大而增大;随固结比的增大而减小;饱和度(含水率)越大,对应的累积塑性应变越大,到达破坏所需的破坏振动次数越低。建立"稳定型"和"破坏型"累积轴向应变-振次关系的经验公式:张勇经验公式和Monismith指数公式。研究结果对重载铁路路基动力稳定性分析评价具有参考价值。     

循环荷载下粉土路基土的变形性状研究

为探讨铁路既有线粉土路基的工作性状及病害机理,通过室内动三轴试验,研究不同密实度、不同含水率粉土路基土在不同动应力水平下的循环累积塑性变形规律。结果表明:循环荷载下粉土路基土的累积塑性变形随动应力的增加而增大,随试样含水率的降低而降低,随压实系数的增大而减小,且动应力水平越高、含水率越大、压实系数越小,变化趋势越明显;在既有线路基动应力水平范围内及路基土处于饱和含水率状态下,可用粉土路基土的压实系数0.93作为路基土破坏形态的分界点;粉土路基土的临界动应力约为静强度的50%。基于试验结果,以Monismith指数模型为基础,引入路基动应力与静极限抗剪强度的应力比系数,建立了能同时考虑动应力和土体物理状态条件的路基土循环累积塑性变形预测模型。模型计算值与试验值吻合较好,说明该模型能较好地预测粉土路基土的循环累积塑性变形。