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水泥稳定碎石基床结构冻胀特性试验研究

林永清  
【摘要】:我国是一个冻土大国,季节性冻土地区区域占全国面积的53.5%,季节性冻土地区路基会随着季节的变化而反复出现冻胀融沉现象,很容易产生不均匀冻胀、融沉,严重影响铁路行车安全。本文以季节性冻土地区高速铁路路基为研究背景,分析了路基冻胀影响因素,确定以基床级配碎石为研究对象,以变化级配组成为研究方法,通过自行研制冻胀融沉试验装置,进行级配碎石和水泥稳定碎石冻胀融沉试验、渗透试验、无侧限抗压抗压强度试验。主要研究内容和成果如下。(1)根据本课题需要自行研制了冻胀融沉试验装置,试验装置的工作性能良好,可以满足使用需求。(2)通过级配碎石试样和水泥稳定碎石试样的冻胀融沉试验,得到试样的温度场、温度梯度、冻结深度、体积含水量、冻胀量、融沉量的结果。主要结果表明试样温度曲线呈余弦变化规律;融沉量总体大于冻胀量,土样级配和水泥掺量是水泥稳定碎石试样冻胀率的关键因素,冻胀率随水泥掺量增多而减小,随细粒土减少而减小。(3)通过试样渗透试验和无侧限抗压强度试验,得出渗透系数、抗压强度和细粒含量、水泥掺量密切相关;以两个指标为控制参数得到了符合渗透性和抗压强度的可行级配。(4)综合考虑试样的冻胀率、渗透系数、抗压强度,选出最适合季节性冻土区高速铁路路基的级配组合。


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