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《北京交通大学》 2008年
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动、静荷载作用下细粒土冻结时水分迁移与冻胀特性实验研究

田亚护  
【摘要】: 路基的冻胀、融沉变形使线路轨面实际高程与设计高程有较大差异,而轨面平顺度是影响列车安全及行驶速度的一个重要的因素。随着列车速度的提高,我国北方的冻土地区铁路路基的冻害已经严重制约着高速列车的安全运营。因此研究列车动荷载作用下路基土的冻胀敏感性规律,探索高速铁路路基冻害的发生及发展机理,对于指导高等级铁路的抗冻设计和既有路基冻害的整治都具有重要的实际价值。本文根据冻害较严重的京包铁路、包兰铁路的气候、地质条件的调查和路基冻胀变形监测,结合路基土的性质对京包铁路、包兰铁路的冻害给出了评价;为了模拟振动荷载作用下土的冻胀,研制了液压动力加载系统;在室内采用实验方法对列车动荷载作用下包兰线路基粉质土在开敞、封闭系统下的冻胀特性进行模拟。通过上述工作得出以下结论: 1、以细颗粒土为填料的京包线、包兰线路基,其冻胀变形呈现整体性不均匀性,不同位置处的路基冻胀量相互之间差异较大,路基冻胀率最大为3.3%。 2、当土冻结时,静荷载和动荷载作用下土冻结速率比无荷载作用下的要大,但不同类型荷载作用下土样的最大冻结深度基本相同。 3、土在封闭系统中冻结时,静荷载作用下土的冻胀量和冻胀率最小,而动荷载作用下和无荷载作用下土的冻胀量和冻胀率较大,且动荷载作用下的土冻胀量和冻胀率分别与无荷载作用下的大小基本相等;3种不同类型荷载作用下土样的冻胀率随时间变化趋势基本一致,且在冷却温度较低时土冻胀率随着冻结时间延长先增大而后又逐渐减小;包兰线粉质土的冻胀变形基本不受荷载频率变化的影响;当冷却温度为-1.5℃时,这种粉质土其冻胀率最大。 4、在开敞系统中土冻结时,无荷载作用下土冻胀率最大,而静荷载和动荷载分别作用下的土冻胀率较小,且当静荷载大小等于动荷载的均值时,其二者分别作用下的土冻胀率较接近;外加动荷载频率的变化对土的冻胀率基本没影响;土冻胀率和冻胀速率随着外荷载的增大而减小,在冻结速率较小时土冻胀速率大小与荷载大小基本成反比。 5、开敞系统中当土冻结速率较小时,土冻结过程中水分入流速度与冻结时间近似成v=ae~(-bt)关系,并且当静荷载大小等于动荷载的均值时,土在静、动荷载作用下冻结时水分入流速度基本相等;随着荷载增大,水分入流速度逐渐减小。 6、在开敞系统中土冻结时,无荷载作用下水分迁移量最大,静、动荷载分别作用下水分迁移量相对较小;而且不同类型荷载作用下土中含水量变化差异主要集中在最大冻结深度附近。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U213.14

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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7 记者 张庆华 通讯员 李华东;700多个难忘的日日夜夜[N];伊犁日报(汉);2006年
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9 夏冬梅;沥青路面几种受损原因的分析[N];伊犁日报(汉);2006年
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5 杜艳;动荷载作用下109国道正融砂质粉土路基填料变形特性研究[D];北京交通大学;2010年
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10 孟凡会;路桥过渡段的三维动力分析[D];北京交通大学;2007年
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