摘要：重载铁路路基相比普通铁路和高速铁路路基承受更大的动力荷载,对填料要求更为严格。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙—华重载铁路)三荆段(三门峡—荆门)沿线分布大量膨胀土,拟采用水泥改良膨胀土作为该区段路基填料。鉴于目前中国尚无在膨胀土地区修建重载铁路的实践与案例,针对重载铁路水泥改良膨胀土路基填料可靠性研究相对偏弱。为此,首先结合室内动三轴试验,系统探索重载铁路基床底层及以下路堤结构范围内水泥掺量3%和5%改良膨胀土的临界动应力;然后借助现场试验测试路基实际动应力水平,对水泥掺量3%和5%改良膨胀土填料的可靠性进行评估。研究结果表明:基床底层水泥掺量5%改良膨胀土填料临界动应力范围148.8~233.1 kPa,大于该范围实测路基动应力水平<71.45 kPa;基床底层以下路堤掺量3%改良膨胀土填料临界动应力范围142.5~249.7 kPa,大于该范围实测路基动应力水平<25.25 kPa,说明水泥改良膨胀土用作蒙-华重载铁路路基填料动力可靠性满足要求。研究结果对探索重载铁路基床范围内动力水平及水泥掺量3%~5%改良膨胀土填料的可靠性评估具有重要理论意义。

摘要：基于蒙华浩勒报吉-吉安段重载铁路工程,建立列车-有砟轨道-基床-地基动力系统耦合三维数值模型,进行重载铁路循环列车动载作用下水泥改良膨胀土路基动力特性研究。结果表明:轴重25~30 t列车以时速120 km运行时路基面动应力范围为106.3~127.2 kPa,大于轴重25 t列车以时速60~150 km运行时路基面动应力范围(88.81~114.59 kPa)以及轴重17 t的高速列车以时速250~350 km运行时路基面动应力范围(60~85 kPa);重载铁路列车运行时路基面动应力沿路基深度逐渐衰减,在基床表层和底层范围内的衰减分别可达40%和80%以上,动应力影响深度达3~4 m,超过基床设计厚度2.5 m。鉴于动力影响深度范围内路基的动应力水平远低于同位置填料的临界动应力,由临界动应力法评估可知,重载铁路水泥改良膨胀土路基的动力稳定性满足服役要求。

摘要：为了探究重载铁路水泥改良膨胀土路基填料的工程特性及路用性能,采用室内动三轴试验、微观结构试验、路基原位动力试验相结合的方法,揭示了膨胀土掺入水泥3%~5%改良前后静态指标与动态指标的变化特征,分析了水泥掺量5%和3%改良膨胀土分别用作重载铁路基床底层及以下路堤填料建设期的工作性能,评估了服役期列车动载作用下路基的动力稳定性.研究结果表明:膨胀土掺入3%~5%水泥改良后,强度提高同时胀缩性显著降低,水稳定性提高3~4倍;相比重塑素膨胀土,水泥掺量3%~5%改良膨胀土临界动应力提高5~6倍;检测路基压密程度与强度指标满足规范且有较大富裕,监测路基中线地基沉降在铺轨前处于稳定状态;原位动力测试表明列车动载作用下路基的动应力沿深度逐渐衰减,在基床表层与基床底层范围内最大衰减量分别可达40%和80%以上,动应力影响深度是基床设计厚度的1.4~1.8倍,动应力影响深度范围内路基的动应力值远小于同位置填料的临界动应力,运营期路基动力稳定性满足安全服役要求.研究成果能够为重载铁路水泥改良膨胀土路基精细化建设养修提供理论参考.

摘要：相比普铁与高铁而言,列车动载作用下重载铁路路基的动力特性更突出。依托浩吉重载铁路工程背景建立"列车-有砟轨道-基床-地基"三维数值模型,对不同荷载条件下重载铁路水泥改良膨胀土路基的动力特性进行分析。同时,结合室内动三轴试验,获取水泥改良膨胀土填料临界动应力,并建立填料累积变形经验模型,综合"强度-变形"指标对重载铁路水泥改良膨胀土路基的长期动力稳定性进行评估。结果表明:路基动应力受轴重影响敏感性大于车速,轴重25~30 t重载列车动载作用路基面动应力是预留客运列车作用时的1.2倍;不同列车荷载作用下重载铁路改良膨胀土路基的动应力沿深度逐渐衰减,动力影响深度是基床设计厚度(2.5 m)的1.2~1.6倍,但影响范围内路基动应力水平远小于填料临界动应力范围,说明路基动强度稳定满足要求;结合动三轴试验"应变-振次"稳定性曲线,建立考虑振次、应力水平等多因素的水泥改良膨胀土填料累积变形经验模型,预测400万振次基床表面累积变形为5.5~6.5 mm,其中前150万振次累积变形量占比达85%以上,说明路基动变形稳定满足要求;数值结果与文献测试数据吻合,验证模型的合理性。