季節(jié)凍土區(qū)重載鐵路路基纖維—固化填料力學(xué)性能研究
發(fā)布時間:2021-10-06 22:07
當(dāng)今,貨運(yùn)重載化是世界各鐵路大國的重要發(fā)展方向。重載列車運(yùn)行對路基作用具有軸重大、頻次高、持時長的荷載特點(diǎn),致使路基病害多且根治難度大。填料的優(yōu)劣性是影響路基填筑質(zhì)量與運(yùn)行狀態(tài)、抗凍性能、服役性能之關(guān)鍵,而高等級填料如A組與B組填料又因成本高而不可能廣泛應(yīng)用。重載鐵路路基填筑廣泛采用性能差且凍脹敏感性大的C組與D組填料。采用有效的改良措施,進(jìn)行季節(jié)凍土區(qū)重載鐵路路基C組與D組填料填筑加固與凍害防控,確保路基正常運(yùn)行且避免或減輕凍害,成為亟待解決的一個重要路基工程問題。鑒于此,本文依托巴準(zhǔn)重載鐵路建設(shè)工程,分別針對纖維-固化劑聯(lián)合改良填料、天然填料(目的在于比較顯示改良填料的良好性能),采用物理模型試驗、凍融循環(huán)下靜三軸試驗、凍融循環(huán)下動三軸試驗、8-字形試件拉伸試驗,考慮不同影響因素與改良參數(shù),系統(tǒng)研究這兩種填料的靜強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、變形特性、動永久變形特性、填筑沉降特性與影響規(guī)律。論文工作與成果、認(rèn)識,有助于評判纖維-固化劑聯(lián)合改良措施用于重載鐵路路基填筑的適用性與有效性,也為預(yù)防季節(jié)凍土區(qū)路基病害提供研究與試驗依據(jù)。主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)配制填料且依據(jù)現(xiàn)場路基填筑工藝,填筑物...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:153 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與研究意義
1.1.1 課題背景
1.1.2 研究目的與意義
1.2 重載鐵路概況與路基病害
1.2.1 國外重載鐵路發(fā)展概況
1.2.2 我國重載鐵路發(fā)展概況
1.2.3 我國重載鐵路路基結(jié)構(gòu)
1.2.4 重載鐵路路基病害
1.2.5 重載鐵路路基病害治理
1.3 纖維改良土的研究現(xiàn)狀
1.3.1 纖維改良土技術(shù)
1.3.2 纖維改良土補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理
1.3.3 纖維改良土研究進(jìn)展
1.3.4 進(jìn)一步研究方向
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 改良填料增強(qiáng)路基性能模型試驗
2.1 引言
2.2 試驗方案
2.2.1 填筑材料
2.2.2 改良材料
2.2.3 模型制備
2.3 試驗結(jié)果分析
2.3.1 荷載傳遞規(guī)律
2.3.2 沉降變形特征
2.3.3 沉降變形影響因素
2.4 本章小結(jié)
第3章 凍融循環(huán)下路基填料靜力特性
3.1 引言
3.2 試驗方案
3.2.1 試驗儀器與性能
3.2.2 試驗材料與試件制備
3.2.3 試驗條件與工況
3.3 天然填料靜力性能試驗結(jié)果分析
3.3.1 壓實度影響
3.3.2 圍壓影響
3.3.3 含水率影響
3.3.4 凍融循環(huán)影響
3.3.5 破壞強(qiáng)度力學(xué)模型
3.4 改良填料靜力性能試驗結(jié)果分析
3.4.1 圍壓影響
3.4.2 纖維長度影響
3.4.3 纖維摻量影響
3.4.4 固化劑摻量影響
3.4.5 凍融循環(huán)影響
3.4.6 破壞強(qiáng)度力學(xué)模型
3.5 天然填料與改良填料的靜力模型
3.5.1 天然填料模型與參數(shù)特性
3.5.2 改良填料模型與參數(shù)特性
3.6 本章小結(jié)
第4章 凍融循環(huán)下路基填料抗拉特性
4.1 引言
4.2 試驗方案
4.2.1 試驗材料與試件制備
4.2.2 試驗拉伸模具
4.3 填料抗拉特性
4.3.1 拉伸曲線特征
4.3.2 抗拉強(qiáng)度
4.4 纖維-填料界面力學(xué)分析
4.4.1 纖維-土界面三參數(shù)模型
4.4.2 纖維-土界面拉拔模型解析
4.4.3 基于拉拔試驗的模型驗證
4.5 本章小結(jié)
第5章 凍融循環(huán)下路基填料動力特性
5.1 引言
5.2 試驗方案
5.2.1 試驗儀器和性能
5.2.2 試驗材料和試件制備
5.2.3 凍融循環(huán)與加載方案
5.2.4 試驗工況
5.3 天然填料累積塑性變形特性
5.3.1 壓實度影響
5.3.2 含水率影響
5.3.3 圍壓影響
5.3.4 凍融循環(huán)影響
5.4 改良填料累積塑性變形特性
5.4.1 纖維長度影響
5.4.2 纖維摻量影響
5.4.3 固化劑摻量影響
5.4.4 凍融循環(huán)影響
5.5 臨界動應(yīng)力及其影響因素
5.5.1 天然填料臨界動應(yīng)力
5.5.2 改良填料臨界動應(yīng)力
5.6 歸一化動強(qiáng)度
5.6.1 天然填料歸一化動強(qiáng)度模型
5.6.2 改良填料歸一化動強(qiáng)度模型
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚丙烯纖維加筋砂土的剪脹特性[J]. 孔玉俠,沈飛凡,王慧娟. 巖土工程學(xué)報. 2018(12)
[2]玻璃纖維加筋土細(xì)觀損傷演化及機(jī)理研究[J]. 彭梁,彭學(xué)先. 公路工程. 2018(05)
[3]黃麻纖維加筋崩崗巖土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度研究[J]. 楊彩迪,衛(wèi)杰,張曉明,黃新梁,周春輝,牛玉華. 土壤學(xué)報. 2018(04)
[4]纖維加筋固化淤泥力學(xué)特性影響研究[J]. 何清舉. 能源與環(huán)保. 2018(03)
[5]棉纖維加筋土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗研究[J]. 劉建龍,侯天順,駱亞生. 水力發(fā)電學(xué)報. 2018(02)
[6]大準(zhǔn)鐵路路基病害調(diào)查及沉降變形分析[J]. 杜振軍. 鐵道建筑. 2017(09)
[7]聚丙烯纖維加筋紅黏土抗剪強(qiáng)度特性試驗研究[J]. 阮波,彭學(xué)先,米娟娟,韓釗,周堃野. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(04)
[8]季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基凍脹研究進(jìn)展[J]. 曹元兵. 鐵道工程學(xué)報. 2017(04)
[9]基于最優(yōu)含水率的聚丙烯纖維增強(qiáng)膨脹土強(qiáng)度研究[J]. 鄧友生,吳鵬,趙明華,段邦政. 巖土力學(xué). 2017(02)
[10]改性聚丙烯纖維和水泥加固黃土的力學(xué)性能[J]. 楊博瀚,翁興中,劉軍忠,寇雅楠,付婕,姜樂,李洪磊. 建筑材料學(xué)報. 2016(04)
博士論文
[1]重載列車荷載下路基素填土與改良土力學(xué)性能研究[D]. 趙瑩瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]重載鐵路路基狀態(tài)評估系統(tǒng)研究[D]. 肖尊群.中南大學(xué) 2011
[3]稻草加筋濱海鹽漬土的強(qiáng)度與變形特性[D]. 石茜.蘭州大學(xué) 2011
[4]半封閉式重載鐵路運(yùn)輸組織關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張進(jìn)川.北京交通大學(xué) 2008
[5]既有線重載鐵路路橋過渡段路基變形與加強(qiáng)措施研究[D]. 劉升傳.北京交通大學(xué) 2009
[6]軌道結(jié)構(gòu)垂向荷載傳遞與路基附加動應(yīng)力特性的研究[D]. 李子春.鐵道部科學(xué)研究院 2000
碩士論文
[1]基于拉林鐵路路基凍害防治的路基施工質(zhì)量控制研究[D]. 小達(dá)瓦.長安大學(xué) 2017
[2]蒙華鐵路30t軸重重載列車動力學(xué)研究[D]. 伍泓樺.西南交通大學(xué) 2017
[3]大軸重重載鐵路路基基床結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究[D]. 呂文強(qiáng).西南交通大學(xué) 2015
[4]土工合成材料加筋黃土力學(xué)性能試驗研究[D]. 顧光斗.武漢理工大學(xué) 2013
[5]劍麻纖維乳化瀝青混凝土路用性能研究[D]. 李玉龍.武漢輕工大學(xué) 2013
[6]玻璃纖維土的工程特性試驗研究及工程應(yīng)用[D]. 劉芳.上海交通大學(xué) 2011
本文編號:3420831
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:153 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與研究意義
1.1.1 課題背景
1.1.2 研究目的與意義
1.2 重載鐵路概況與路基病害
1.2.1 國外重載鐵路發(fā)展概況
1.2.2 我國重載鐵路發(fā)展概況
1.2.3 我國重載鐵路路基結(jié)構(gòu)
1.2.4 重載鐵路路基病害
1.2.5 重載鐵路路基病害治理
1.3 纖維改良土的研究現(xiàn)狀
1.3.1 纖維改良土技術(shù)
1.3.2 纖維改良土補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理
1.3.3 纖維改良土研究進(jìn)展
1.3.4 進(jìn)一步研究方向
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 改良填料增強(qiáng)路基性能模型試驗
2.1 引言
2.2 試驗方案
2.2.1 填筑材料
2.2.2 改良材料
2.2.3 模型制備
2.3 試驗結(jié)果分析
2.3.1 荷載傳遞規(guī)律
2.3.2 沉降變形特征
2.3.3 沉降變形影響因素
2.4 本章小結(jié)
第3章 凍融循環(huán)下路基填料靜力特性
3.1 引言
3.2 試驗方案
3.2.1 試驗儀器與性能
3.2.2 試驗材料與試件制備
3.2.3 試驗條件與工況
3.3 天然填料靜力性能試驗結(jié)果分析
3.3.1 壓實度影響
3.3.2 圍壓影響
3.3.3 含水率影響
3.3.4 凍融循環(huán)影響
3.3.5 破壞強(qiáng)度力學(xué)模型
3.4 改良填料靜力性能試驗結(jié)果分析
3.4.1 圍壓影響
3.4.2 纖維長度影響
3.4.3 纖維摻量影響
3.4.4 固化劑摻量影響
3.4.5 凍融循環(huán)影響
3.4.6 破壞強(qiáng)度力學(xué)模型
3.5 天然填料與改良填料的靜力模型
3.5.1 天然填料模型與參數(shù)特性
3.5.2 改良填料模型與參數(shù)特性
3.6 本章小結(jié)
第4章 凍融循環(huán)下路基填料抗拉特性
4.1 引言
4.2 試驗方案
4.2.1 試驗材料與試件制備
4.2.2 試驗拉伸模具
4.3 填料抗拉特性
4.3.1 拉伸曲線特征
4.3.2 抗拉強(qiáng)度
4.4 纖維-填料界面力學(xué)分析
4.4.1 纖維-土界面三參數(shù)模型
4.4.2 纖維-土界面拉拔模型解析
4.4.3 基于拉拔試驗的模型驗證
4.5 本章小結(jié)
第5章 凍融循環(huán)下路基填料動力特性
5.1 引言
5.2 試驗方案
5.2.1 試驗儀器和性能
5.2.2 試驗材料和試件制備
5.2.3 凍融循環(huán)與加載方案
5.2.4 試驗工況
5.3 天然填料累積塑性變形特性
5.3.1 壓實度影響
5.3.2 含水率影響
5.3.3 圍壓影響
5.3.4 凍融循環(huán)影響
5.4 改良填料累積塑性變形特性
5.4.1 纖維長度影響
5.4.2 纖維摻量影響
5.4.3 固化劑摻量影響
5.4.4 凍融循環(huán)影響
5.5 臨界動應(yīng)力及其影響因素
5.5.1 天然填料臨界動應(yīng)力
5.5.2 改良填料臨界動應(yīng)力
5.6 歸一化動強(qiáng)度
5.6.1 天然填料歸一化動強(qiáng)度模型
5.6.2 改良填料歸一化動強(qiáng)度模型
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚丙烯纖維加筋砂土的剪脹特性[J]. 孔玉俠,沈飛凡,王慧娟. 巖土工程學(xué)報. 2018(12)
[2]玻璃纖維加筋土細(xì)觀損傷演化及機(jī)理研究[J]. 彭梁,彭學(xué)先. 公路工程. 2018(05)
[3]黃麻纖維加筋崩崗巖土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度研究[J]. 楊彩迪,衛(wèi)杰,張曉明,黃新梁,周春輝,牛玉華. 土壤學(xué)報. 2018(04)
[4]纖維加筋固化淤泥力學(xué)特性影響研究[J]. 何清舉. 能源與環(huán)保. 2018(03)
[5]棉纖維加筋土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗研究[J]. 劉建龍,侯天順,駱亞生. 水力發(fā)電學(xué)報. 2018(02)
[6]大準(zhǔn)鐵路路基病害調(diào)查及沉降變形分析[J]. 杜振軍. 鐵道建筑. 2017(09)
[7]聚丙烯纖維加筋紅黏土抗剪強(qiáng)度特性試驗研究[J]. 阮波,彭學(xué)先,米娟娟,韓釗,周堃野. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(04)
[8]季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基凍脹研究進(jìn)展[J]. 曹元兵. 鐵道工程學(xué)報. 2017(04)
[9]基于最優(yōu)含水率的聚丙烯纖維增強(qiáng)膨脹土強(qiáng)度研究[J]. 鄧友生,吳鵬,趙明華,段邦政. 巖土力學(xué). 2017(02)
[10]改性聚丙烯纖維和水泥加固黃土的力學(xué)性能[J]. 楊博瀚,翁興中,劉軍忠,寇雅楠,付婕,姜樂,李洪磊. 建筑材料學(xué)報. 2016(04)
博士論文
[1]重載列車荷載下路基素填土與改良土力學(xué)性能研究[D]. 趙瑩瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]重載鐵路路基狀態(tài)評估系統(tǒng)研究[D]. 肖尊群.中南大學(xué) 2011
[3]稻草加筋濱海鹽漬土的強(qiáng)度與變形特性[D]. 石茜.蘭州大學(xué) 2011
[4]半封閉式重載鐵路運(yùn)輸組織關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張進(jìn)川.北京交通大學(xué) 2008
[5]既有線重載鐵路路橋過渡段路基變形與加強(qiáng)措施研究[D]. 劉升傳.北京交通大學(xué) 2009
[6]軌道結(jié)構(gòu)垂向荷載傳遞與路基附加動應(yīng)力特性的研究[D]. 李子春.鐵道部科學(xué)研究院 2000
碩士論文
[1]基于拉林鐵路路基凍害防治的路基施工質(zhì)量控制研究[D]. 小達(dá)瓦.長安大學(xué) 2017
[2]蒙華鐵路30t軸重重載列車動力學(xué)研究[D]. 伍泓樺.西南交通大學(xué) 2017
[3]大軸重重載鐵路路基基床結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究[D]. 呂文強(qiáng).西南交通大學(xué) 2015
[4]土工合成材料加筋黃土力學(xué)性能試驗研究[D]. 顧光斗.武漢理工大學(xué) 2013
[5]劍麻纖維乳化瀝青混凝土路用性能研究[D]. 李玉龍.武漢輕工大學(xué) 2013
[6]玻璃纖維土的工程特性試驗研究及工程應(yīng)用[D]. 劉芳.上海交通大學(xué) 2011
本文編號:3420831
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