高速铁路地基膨胀泥岩变形试验及计算研究*

为研究某高铁地基膨胀泥岩在含水率和上覆荷载共同作用下的膨胀变形规律,通过室内试验和理论推导,分析地基膨胀泥岩的膨胀量随时间增长及含水率增加的变化规律。结果表明:无荷载地基膨胀泥岩的膨胀量随时间增加呈阶梯式持续增长趋势;有荷载地基膨胀泥岩的膨胀量在上覆荷载作用初期减小,然后随时间增加呈阶梯式增长趋势,膨胀变形结束时间约为45 h。含水率对该地基膨胀泥岩的膨胀变形影响较大,在无荷载试验中膨胀量随含水率的增加而增加;对于有荷载试验,膨胀量随含水率的增加多呈先减小后增大的趋势,地基膨胀泥岩对应含水率为23%~25%时膨胀变形稳定。从力学理论出发,利用弹性力学中的物理方程并引入膨胀率,推导地基膨胀泥岩在含水率和上覆荷载共同作用下及无上覆荷载时的膨胀量计算公式,发现含水率大于7%时,公式计算结果与试验结果最大相对误差为14.87%,可为实际工程提供理论支撑。