【摘 要】
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铁路基床是路基结构的重要组成部分,它在服役期间不但承受着上部循环交通荷载,而且易受降雨降雪等气候与水文环境影响,会引起路基含水率的季节性变化,最终导致路基基床吸力路径情况复杂。交通循环荷载和吸力路径的共同作用将对路基的承载力和刚度产生显著影响,在年降雨量差异明显的地区尤为显著。因此,有必要研究不同吸力路径与交通循环荷载耦合作用下既有铁路路基土动力变形特性问题。本文利用改良的GDS动态三轴试验系统,
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铁路基床是路基结构的重要组成部分,它在服役期间不但承受着上部循环交通荷载,而且易受降雨降雪等气候与水文环境影响,会引起路基含水率的季节性变化,最终导致路基基床吸力路径情况复杂。交通循环荷载和吸力路径的共同作用将对路基的承载力和刚度产生显著影响,在年降雨量差异明显的地区尤为显著。因此,有必要研究不同吸力路径与交通循环荷载耦合作用下既有铁路路基土动力变形特性问题。本文利用改良的GDS动态三轴试验系统,开展了三种典型吸力路径下的路基土动力变形特性试验,分别研究了不同吸力路径下土体固结阶段及动力变形阶段的力学特性规律,主要结论如下:（1）在吸力平衡固结阶段,基质吸力变化引起的土体进排水现象是导致固结体积变化的主要原因。当土体脱湿排水,固结体变产生收缩现象;当土体吸湿进水,由于非饱和土的瓶颈效应,使得土体吸湿过程更加困难,水分侵入土颗粒间孔隙会使土体表现出微小的体积膨胀现象。土体进排水体积与固结体变间具有强烈相关性。（2）随着吸力循环次数增加,土体的饱和度逐渐降低,此时土骨架将承受更大的净应力,以此形成了类似于超固结土的特性,在进行力学试验时土体刚度与稳定性会随着吸力循环次数增加而有所提高。（3）经历过先期最大吸力路径对土体刚度有明显提升作用。土体所经历的先期吸力历史越大,滞回曲线的平移距离越短,动弹性模量MR越高,阻尼比λ越低,累积永久变形越小,土体抵抗变形能力越强。（4）随着吸力路径循环次数的增加,滞回圈间距呈现“先疏松、后密集”的现象;土体MR曲线逐渐提高,阻尼比λ曲线进一步降低,表明对土体的能量耗散有抑制作用;土体累积永久变形曲线逐渐降低,更加趋向于弹性安定阶段。表明吸力循环路径对土体刚度提升有正向促进作用。（5）从全振动荷载周期来看,不同吸力状态下动弹性模量曲线的变化趋势各不相同。当土体基质吸力较高时,其MR曲线随着振动次数增加会逐渐增大,土体刚度呈现缓慢增大趋势;而对于吸力较低的土体,其MR曲线呈逐渐减小趋势,呈现刚度弱化现象。当土体经历过先期最大吸力历史路径,原本MR曲线逐渐升高的土体刚度硬化现象更加明显;而处于刚度弱化趋势的土体将表征出刚度硬化现象。且随着吸力循环次数的增加,土体的刚度硬化现象更为显著。
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