辽西风积土路基振陷研究及数值模拟

随着铁路车辆轴重增大、速度提高以及行车密度加大,长期行车必然使路基产生较大的累积塑性变形,因此对路基振陷的进一步研究已刻不容缓。本文主要以辽西高速铁路沿线的风积土路基为研究对象,取其原状土,通过室内常规土工试验获取风积土的基本物理和力学参数;根据试验结果,对风积土在长持时动荷载下的振陷量进行回归分析,进而得出预测振陷的方法;基于MIDAS软件,进行风积土路基在列车振动荷载下的振陷的数值模拟,根据模拟过程中参数的调整,得出风积土路基振陷量随参数的变化关系;最后,提出针对风积土路基抗振设计和隔振措施,进而得到用于指导风积土路基抗振和隔振措施的统一设计方法。     

京沈高铁风积土路基弱化特性的试验研究

基于循环三轴试验,研究了辽西风积土在不同固结条件和施加初始静偏应力作用下刚度的循环弱化特性,提出了考虑有效固结应力、初始静偏应力、动应力水平和循环荷载作用次数的风积土刚度弱化模型。结果表明:在相同固结条件下,风积土的刚度随固结围压增大而增大;随循环次数的增加、初始静偏应力的施加和动应力比的提高,风积土的刚度衰减显著;在试验基础上提出的风积土刚度弱化模型,能够较好地反映在循环荷载作用下刚度的衰减规律。     

地震荷载作用下风积土震陷变形试验研究

为研究地震荷载作用诱发的场地土震陷问题,以辽西地区风积土为研究对象,进行了50年超越概率2%和10%的人工地震荷载及等幅正弦荷载作用下风积土的震陷试验,建立了风积土震陷系数经验公式;依据分层总和法预测了人工地震荷载作用下风积土场地震陷量,并对其震陷性进行了评价。研究结果表明,震陷系数随动应力幅值、试件含水量和孔隙比的增加而增大,其中动应力幅值对震陷系数的贡献最大,其次为含水量和孔隙比。震陷评价结果表明,若计算深度为20m,场地可判别为中等震陷区;若计算深度为15 m,场地属轻微破坏区。以上研究成果为辽西地区风积土地基的抗震防震设计提供了参考依据,具有一定的的工程应用价值。     

风积土高铁路基震动波的人工合成

地震荷载作用形成的震动波具有非平稳性、随机性等特点。在室内动三轴试验中不能准确将实际的震动波施加给土体试样,也就无法准确研究风积土土体在地震荷载作用时的动力特性。文中首先基于对风积土路基周边地震资料的分析,以与抗震规范相容的功率谱为目标谱,确定需要控制的反应谱的坐标点和反应谱的容许误差,利用三角级数法和快速傅里叶变换法合成了人工地震波;然后利用M ATLAB和震动持时、频率和幅值等实测数据合成了具有一定频谱特性的人工波,从而极大地方便和简化了对震动荷载作用下风积土的动力特性的研究。