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为满足列车安全、高速、平稳、舒适的运行,轨道结构应具有高度的平顺性和稳定性。路基的工后沉降是影响高速铁路长期服役性能的重要因素之一,由路基基床的累积塑性变形和基床以下路堤及地基的长期沉降变形组成。由于路基填筑部分的累积塑性变形和压密沉降可通过选择优质填料和提高压实标准进行有效控制,因而路堤荷载作用下地基的长期变形是高速铁路路基工后沉降的主要来源,分析其变形发展规律,可为路基工后沉降的评价与控制提供技术参考。由于对处于中低压缩性状态的硬塑黏土、砂类土、碎石类土、全风化岩石等地基的长期变形特性缺乏深刻的认识,在已有的高速铁路无砟轨道路基建设中,此类地基大都采用高强度桩复合地基进行了加固处理。但现场试验和监测数据往往表明,路基总沉降与工后沉降都相对较小,因此开展高速铁路无砟轨道中低压缩性土地基沉降控制技术的研究具有重要意义。本文主要工作和成果如下:(1)采用吉珲铁路客运专线地基的粉质黏土扰动土样进行了室内土工离心模型试验,设计了一套地基沉降变形时间效应的模拟验证方案,研究了路堤高度和地基土压缩性状态等因素对地基沉降变形时间效应的影响。其中,路堤有3m、6m、9m三种高度,基于重量相等几何相似的原则使用钢板进行模拟;完成了模型地基土的配制及模型填筑和检测、模型地基在自重及3m、6m、9m高路堤离心加载作用下的沉降变形时间效应测试等工作。(2)结合室内土工离心模型试验,针对试验具体的加卸载过程,采用等值-移轴法对试验数据进行处理,即由有加卸载过程的时间-变形曲线得到直接加载的时间-变形曲线;基于叠加-遗传理论,提出了实测变形叠加-遗传法和真实变形叠加-遗传法两种对P值进行拟合的方法,在3m、6m、9m路堤荷载作用下,根据实测变形叠加-遗传法拟合的P值分别为1.413、1.061和1.062,根据真实变形叠加-遗传法拟合的P值分别为1.413、1.165、1.183,两种方法具有很好的一致性。明确了怎样由分级加载方式的试验数据,得到分样加载方式的数据,掌握了一套路堤荷载作用下地基变形时间效应分析的土工离心模型试验技术及数据处理方法。(3)基于长期塑性变形速率可用幂函数v(t)=at-P表达,采用了长期塑性变形和时间的关系:利用推导的拟合公式对不同荷载作用下的P值进行了拟合,并对模型地基填土在不同高度路堤荷载作用下的沉降变形状态进行了划分,验证了地基压缩层厚度“幂次判别法”的有效性。