循环荷载下重载铁路路基累积动应变分析
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Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：（１）Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ，ｔｈｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｏｉｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ’ｖｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ． （２）Ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｒａｔｉｏｓ．ｔｈｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉ０ｎ ｃｕｒｖｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ：ｓｔａｂｌｅ，ｃｒｉｔｉｃａ ｌ ａｎｄ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ．（３）Ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
研究结论 ：（１）循 环振动荷载作用下 ，土体 累积动应变随着循 环振动次数 的增 加而不 断增大 ；（２）不 同的 动应力 比下 ，累积变形曲线呈现出稳定型 、临界型和破 坏型三种类 型 ；（３）干密度越 大 ，土体抵抗 变形 的能力 越强 ，累积 动应 变发展速率越小 ，临界动应力 比越 大 ；（４）土体 的累积动应 变发展速 率随含水 率 、含 盐量和振 动频率 的增大而不断加快 ；（５）围压和含水率均可 以改变土体 累积动应变 的发展类型 ，随着 围压 的增 加 ，路基 的变形速率降低 ；（６）该研究成果可为重载铁路路基设计与施工提供参考 。 关键词 ：重 载铁 路路 基 ；氯盐侵蚀 ；循环振动荷载 ；累积 动应 变 中 图分 类 号 ：ＴＵ ４１１．２ 文 献标 识 码 ：Ａ
ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． （５）Ｂｏｔｈ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃａｎ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｏｆ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍａｓｓ． Ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ． （６）Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｙ ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄ ｅ．
刘 振 楠
（中铁 十 八局 集 团北 方 区域 指挥 部 ， 北 京 １０００４８）
摘要 ：研究 目的 ：基于 山东东 营某重 载铁路路 基工程 ，以重 载铁路路基 为研究对 象 ，通过一 系列循环振动 三轴 试验 ，探究 在氯盐侵蚀和循环振动荷载双重 因素耦合作用下 重载铁路 路基 的累积动应变发展变 化规律 ，进一 步揭示路基土体变形影 响因素及其规律 。
ｔｏ ｄｅｆｏｒ ｍ ａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈｅ ｃｕｍ ｕｌａｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒａｔｅ。ｔｈｅ ｇｒ ｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｙｎａｍ ｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｒａｔｉｏ ． （４）Ｔｈｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｉｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ．ｓａｌｔ
Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｃｈｌｏｒｉｎ ｓａｌｔ ｅｒｏｓｉｏｎ；ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ
列 车运 营 中 ，路 基 长期承 载着 轨道 、机 车传 递来 的 构 的工 作性 能和 运 营期 限 。
Ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｅｄ Ｄｙｎａｍ ｉｃ Ｓｔｒａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈ ｅａｖｙ Ｌｏａｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ
ｕｎｄｅｒ Ｃｙｃｌｉｃ Ｌｏａｄｉｎｇ
ＬＩＵ Ｚｈｅｎ — ｎａｎ
（Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １８ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｈｅａｖｙ—ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｅｔ， ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ
２０１８年 ３月 第 ３期 （总 ２３４）
铁 道 工 程 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ
文 章编 号 ：１００６—２１０６（２０１８）０３—０００７—０５
Ｍ ａｔ ２０１８
ＮＯ．３（Ｓｅｒ．２３４）
循 环 荷 载 下 重 载 铁 路 路 基 累 积 动 应 变 分 析
ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｌａｗ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓａｌｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｒｉａｘｉａｌ ｔｅｓｔｓ， ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌａｗｓ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｏｉｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．
研究结论 ：（１）循 环振动荷载作用下 ，土体 累积动应变随着循 环振动次数 的增 加而不 断增大 ；（２）不 同的 动应力 比下 ，累积变形曲线呈现出稳定型 、临界型和破 坏型三种类 型 ；（３）干密度越 大 ，土体抵抗 变形 的能力 越强 ，累积 动应 变发展速率越小 ，临界动应力 比越 大 ；（４）土体 的累积动应 变发展速 率随含水 率 、含 盐量和振 动频率 的增大而不断加快 ；（５）围压和含水率均可 以改变土体 累积动应变 的发展类型 ，随着 围压 的增 加 ，路基 的变形速率降低 ；（６）该研究成果可为重载铁路路基设计与施工提供参考 。 关键词 ：重 载铁 路路 基 ；氯盐侵蚀 ；循环振动荷载 ；累积 动应 变 中 图分 类 号 ：ＴＵ ４１１．２ 文 献标 识 码 ：Ａ
ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． （５）Ｂｏｔｈ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃａｎ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｏｆ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍａｓｓ． Ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ． （６）Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｙ ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄ ｅ．
刘 振 楠
（中铁 十 八局 集 团北 方 区域 指挥 部 ， 北 京 １０００４８）
摘要 ：研究 目的 ：基于 山东东 营某重 载铁路路 基工程 ，以重 载铁路路基 为研究对 象 ，通过一 系列循环振动 三轴 试验 ，探究 在氯盐侵蚀和循环振动荷载双重 因素耦合作用下 重载铁路 路基 的累积动应变发展变 化规律 ，进一 步揭示路基土体变形影 响因素及其规律 。
ｔｏ ｄｅｆｏｒ ｍ ａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈｅ ｃｕｍ ｕｌａｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒａｔｅ。ｔｈｅ ｇｒ ｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｙｎａｍ ｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｒａｔｉｏ ． （４）Ｔｈｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｉｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ．ｓａｌｔ
Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｃｈｌｏｒｉｎ ｓａｌｔ ｅｒｏｓｉｏｎ；ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ
列 车运 营 中 ，路 基 长期承 载着 轨道 、机 车传 递来 的 构 的工 作性 能和 运 营期 限 。
Ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｅｄ Ｄｙｎａｍ ｉｃ Ｓｔｒａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈ ｅａｖｙ Ｌｏａｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ
ｕｎｄｅｒ Ｃｙｃｌｉｃ Ｌｏａｄｉｎｇ
ＬＩＵ Ｚｈｅｎ — ｎａｎ
（Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １８ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｈｅａｖｙ—ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｅｔ， ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒａｉｎ
２０１８年 ３月 第 ３期 （总 ２３４）
铁 道 工 程 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ
文 章编 号 ：１００６—２１０６（２０１８）０３—０００７—０５
Ｍ ａｔ ２０１８
ＮＯ．３（Ｓｅｒ．２３４）
循 环 荷 载 下 重 载 铁 路 路 基 累 积 动 应 变 分 析
ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｌａｗ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓａｌｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｒｉａｘｉａｌ ｔｅｓｔｓ， ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌａｗｓ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｏｉｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．