【摘 要】
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路基是铁路工程的重要组成部分,其在设计使用年限内反复承受列车荷载以及干湿交替等作用,这会导致路基填料自身力学性能的衰减,甚至引发路基失稳破坏。因此,有必要深入了解路基填料在循环荷载和干湿交替作用下的力学行为。本文以木质素-石灰改良黄河冲积粉土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验、静三轴试验研究干湿循环次数对改良粉土抗压强度与抗剪强度的影响;利用动三轴仪分析干湿循环次数、振动频率、围压对改良粉土动力特
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路基是铁路工程的重要组成部分,其在设计使用年限内反复承受列车荷载以及干湿交替等作用,这会导致路基填料自身力学性能的衰减,甚至引发路基失稳破坏。因此,有必要深入了解路基填料在循环荷载和干湿交替作用下的力学行为。本文以木质素-石灰改良黄河冲积粉土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验、静三轴试验研究干湿循环次数对改良粉土抗压强度与抗剪强度的影响;利用动三轴仪分析干湿循环次数、振动频率、围压对改良粉土动力特性的影响;采用扫描电镜、能谱分析、IPP图像处理等方式揭示木质素-石灰改良粉土的改良机理与干湿循环作用对改良粉土的影响机理。研究所得主要结论如下:(1)6%木质素+3%石灰改良粉土的抗压强度随干湿循环次数的增加先提升后衰减,干湿循环4次时趋于稳定,抵抗干湿循环的效果较好;9%木质素+3%石灰改良粉土受干湿效应的影响抗压强度逐渐降低,与6%木质素+3%石灰改良粉土相比,其抗干湿循环的能力略差。(2)6%木质素+3%石灰改良粉土与9%木质素+3%石灰改良粉土的黏聚力随干湿循环次数的变化规律与抗压强度相似;干湿循环对两类改良粉土的内摩擦角影响较小。(3)6%木质素+3%石灰改良粉土经历1次干湿循环后循环延性降低、动弹模增大、阻尼比减小,之后随干湿循环次数继续增加,土体循环延性增大、动弹模减小、阻尼比增大;与6%木质素+3%石灰改良粉土不同,9%木质素+3%石灰改良粉土在干湿循环过程中没有出现循环延性降低、动弹模增大、阻尼比减小的情况。(4)随着围压、频率的增大,6%木质素+3%石灰改良粉土抵抗变形的能力增强、动弹模增大、循环延性降低;随着围压的增加,改良粉土的阻尼比减小;振动频率为3Hz时改良粉土的阻尼比最大。(5)通过扫描电镜试验和IPP图像分析,发现木质素-石灰的掺入,使得黄河冲积粉土的孔隙减小、密实度增加。经历1次干湿循环后的木质素-石灰改良粉土的孔隙与颗粒的比值最小、土体最密实。
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