由于高速鐵路的高標(biāo)準(zhǔn)要求,路基的微膨脹變形也對(duì)線路的平順性造成了極大的危害,一些開(kāi)通的高鐵線路也出現(xiàn)了不少上拱病害問(wèn)題,給運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)了很大困難,因此,在高速鐵路建設(shè)工程中微膨脹性問(wèn)題也應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞种匾�。�?duì)于微膨脹性變形控制不只是控制標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題,為保證工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性,需要對(duì)微膨脹變形問(wèn)題的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程及規(guī)律開(kāi)展系統(tǒng)的研究。高速鐵路路基工程中嚴(yán)禁使用膨脹性填料,然而在一些地區(qū)的非膨脹混合料中不可避免含有一定比例的膨脹性物質(zhì),其實(shí)際的膨脹變形表現(xiàn)不一,對(duì)工程建設(shè)造成了極大的困擾,需要掌握其膨脹變形規(guī)律并對(duì)其危害進(jìn)行系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)。本文在調(diào)研滬昆、京沈、蘭新和大西等高鐵路基上拱病害的基礎(chǔ)上,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和PFC顆粒流數(shù)值模擬,分析了含膨脹組分混合填料的宏、細(xì)觀膨脹變形特性;揭示了微膨脹混合填料膨脹機(jī)理;建立了含膨脹組分混合填料的膨脹作用機(jī)制模型;提出了微膨脹混合填料膨脹性的試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法。主要研究的內(nèi)容及成果如下:(1)通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn),分析獲得了混合填料中膨脹組分的物理、化學(xué)及膨脹特性;自制了大直徑多環(huán)膨脹儀,試驗(yàn)分析了混合填料的微膨脹影響因素及膨脹規(guī)律,其中膨脹組分含量、初始含水...

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
        1.2.1 變形特性研究概況
        1.2.2 膨脹機(jī)理研究概況
        1.2.3 膨脹模型概況
        1.2.4 膨脹性評(píng)價(jià)方法
    1.3 目前研究的不足
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本文研究方法和技術(shù)路線
2 含膨脹組分的混合填料宏觀膨脹變形研究
    2.1 膨脹組分的基本特征分析
        2.1.1 界限含水率
        2.1.2 自由膨脹率試驗(yàn)
        2.1.3 最佳含水率試驗(yàn)
        2.1.4 膨脹組分化學(xué)成份
        2.1.5 膨脹組分礦物組成
    2.2 膨脹組分宏觀變形特性研究
        2.2.1 無(wú)荷載膨脹率試驗(yàn)
        2.2.2 有荷載膨脹率試驗(yàn)
        2.2.3 膨脹力試驗(yàn)
    2.3 含膨脹組分的混合填料宏觀變形分析
        2.3.1 試驗(yàn)儀器及材料
        2.3.2 試驗(yàn)方法及步驟
        2.3.3 組分含量的混合填料膨脹變形影響分析
        2.3.4 含水率對(duì)混合填料宏觀變形影響分析
        2.3.5 荷載對(duì)混合填料膨脹變形影響分析
        2.3.6 初始孔隙率對(duì)混合填料膨脹變形影響分析
    2.4 本章小結(jié)
3 基于PFC3D的膨脹組分混合填料細(xì)觀特性及機(jī)理研究
    3.1 PFC顆粒流數(shù)值模擬理論概況
        3.1.1 PFC顆粒流概況
        3.1.2 PFC本構(gòu)接觸模型
        3.1.3 PFC3D顆粒流計(jì)算步驟
    3.2 含膨脹性組分混合填料的PFC3D模型構(gòu)建
        3.2.1 混合填料膨脹模型建立
        3.2.2 混合填料膨脹模型參數(shù)標(biāo)定
        3.2.3 混合填料各工況下的數(shù)值模型
    3.3 PFC3D顆粒流模擬結(jié)果與細(xì)觀分析
        3.3.1 含膨脹組分的混合填料顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律
        3.3.2 含膨脹組分的混合填料接觸鍵產(chǎn)生演化過(guò)程
        3.3.3 含膨脹組分的混合填料孔隙變化規(guī)律
        3.3.4 含膨脹組分的混合填料能量演化規(guī)律
        3.3.5 含膨脹組分的混合填料接觸力鏈分布與演化規(guī)律
    3.4 含膨脹組分的混合填料變形機(jī)制研究
    3.5 本章小結(jié)
4 膨脹組分混合填料膨脹計(jì)算研究
    4.1 基于最低能量原理的孔隙填充研究
        4.1.1 最低能量原理理論
        4.1.2 膨脹組分?jǐn)D出耗能研究
        4.1.3 膨脹組分抬升粗顆粒骨架準(zhǔn)則
    4.2 含膨脹組分的混合填料能量分布模型
        4.2.1 含膨脹組分的混合填料膨脹計(jì)算模型
        4.2.2 填充料膨脹能量
        4.2.3 孔隙填充的能量耗散
        4.2.4 混合填料膨脹變形耗能
    4.3 含膨脹組分的混合填料膨脹預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證
        4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 試驗(yàn)方案與步驟
        4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
5 膨脹組分混合填料的評(píng)價(jià)體系及試驗(yàn)方法
    5.1 含膨脹組分混合填料的評(píng)價(jià)方法
        5.1.1 混合填料的膨脹變形評(píng)價(jià)體系建立
        5.1.2 膨脹組分的混合填料微膨脹變形評(píng)價(jià)方法
    5.2 膨脹組分混合填料的試驗(yàn)方法
    5.3 膨脹組分混合填料的措施建議
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3756235