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重载铁路路基填料性能改良试验研究

武伟刚 李岩

武伟刚, 李岩. 重载铁路路基填料性能改良试验研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(3): 344-350. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.013
引用本文: 武伟刚, 李岩. 重载铁路路基填料性能改良试验研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(3): 344-350. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.013
Wu Weigang, Li Yan. Experimental Study on Improvement of Heavy-haul Railway Subgrade Filler[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(3): 344-350. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.013
Citation: Wu Weigang, Li Yan. Experimental Study on Improvement of Heavy-haul Railway Subgrade Filler[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(3): 344-350. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.013

重载铁路路基填料性能改良试验研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.013
详细信息
    作者简介:

    武伟刚,男,1984年生,汉族,甘肃秦安人,硕士,讲师,主要从事道路与铁道工程方面研究。E-mail:59927903@qq.com

  • 中图分类号: TU41

Experimental Study on Improvement of Heavy-haul Railway Subgrade Filler

  • 摘要: 基于静动力学试验,研究纤维改良、固化剂改良及纤维–固化剂改良三种加固方法对重载铁路路基填料性能的影响,进而提出最佳改良方案。结果表明:采用固化剂改良,固化土中固化剂掺量为5%时,强度达到峰值,养护时间越长强度越高。采用纤维改良,当纤维掺量为0.2%时,纤维土静动力学性能达到最佳;当纤维长度为0~12 mm时,强度随着纤维长度的增加而增强,当长度为12~18 mm时,强度随着纤维长度的增加而降低。采用纤维–固化剂联合改良方案加固效果最好。建议该地区采用纤维–固化剂联合改良方案增强路基填料物理力学性能,试验得出的最佳掺量为:固化剂掺量5%,纤维掺量0.2%,纤维长度12 mm。

     

  • 图  1  试模及试样

    图  2  动三轴试验加载过程

    图  3  不同固化剂掺量下固化土的应力–应变关系及破坏应力曲线

    图  4  不同养护时间下固化土的应力–应变关系及破坏应力曲线

    图  5  不同围压下固化土的应力–应变关系曲线

    图  6  不同纤维掺量下纤维土的应力–应变关系及破坏应力曲线

    图  7  不同纤维长度纤维土的应力–应变关系及破坏应力曲线

    图  8  不同加固方案路基土骨干曲线

    图  9  不同加固方案路基土动剪切模量比–动剪应变关系

    图  10  不同加固方案路基土的最大动剪切模量

    图  11  不同加固方案地基土的参考剪应变

    图  12  不同加固方案路基土阻尼比–动剪应变关系

    图  13  不同加固方案路基土阻尼比–动剪切模量比关系

    表  1  路基填料土样颗粒级配

    粒径/mm 质量含量/% 粒径/mm 质量含量/%
    >10 1.130 1~0.5 15.613
    10~5 10.130 0.5~0.25 13.144
    5~2 11.233 0.25~0.075 18.188
    2~1 27.700 ≤0.075 2.862
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    表  2  聚丙烯纤维的物理力学性能

    类型密度$ \rho $/(g·cm−3)直径/μm熔点/℃燃点/℃断裂伸长率/%弹性模量/GPa抗拉强度/MPa
    单丝Y型0.9131165~17059030≥3.5≥350
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    表  3  固化剂主要成分

    成份铝酸盐铁铝酸四钙硅酸盐硫酸盐二氧化硅硫铝酸盐
    质量含量/%3621149317
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    表  4  路基填料改良静力试验工况

    编号 土的
    类型
    含水率
    w/%
    围压
    σ3/MPa
    纤维
    长度/mm
    纤维
    掺量/%
    固化剂
    掺量/%
    养护
    时间/天
    X-L1纤维土8.50.300
    X-L2180.05
    X-L30.1
    X-L40.2
    X-L50.3
    X-M100
    X-M230.3
    X-M39
    X-M412
    X-M518
    G-3固化土11.50.333
    G-44
    G-55
    G-D153
    G-D214
    G-D328
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    表  5  动力试验工况与拟合参数

    编号压实度围压$ {\sigma _3} $/MPa频率$ f $/Hz含水量w/%
    WY0.51.000.548.5
    WY0.90.9
    WY1.21.2
    f10.318.5
    f22
    f33
    f55
    w100.3410
    w1212
    w1414
    YS0.850.980.328.5
    YS0.980.85
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-14
  • 修回日期:  2023-08-14
  • 录用日期:  2023-12-25
  • 刊出日期:  2024-06-12

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