張呼和吉琿客運(yùn)專線鐵路黏性地基土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、地基是鐵路路基的基礎(chǔ)，主要由碎石土、砂石、巖石、粉土和黏性土組成。由于張呼和吉琿客運(yùn)專線鐵路經(jīng)過(guò)處存在大量的黏性地基土，應(yīng)測(cè)定該黏性地基土的工程性質(zhì)，以確定其是否滿足承載力、變形和穩(wěn)定性的要求，并為地基加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本文采用室內(nèi)基本物理力學(xué)特性試驗(yàn)，測(cè)定了張呼和吉琿鐵路客運(yùn)專線兩類黏性地基土的液塑限、顆粒密度、顆粒粒徑組成、含水率、密度、壓實(shí)等基本物性指標(biāo)，以及壓縮、剪切、滲透等力學(xué)特性，主要研究工作及成果如下:
　　 (1

2、)對(duì)兩類地基土試樣進(jìn)行了界限含水率、顆粒密度、顆粒分析、含水率、密度、擊實(shí)等室內(nèi)基本物性指標(biāo)試驗(yàn)。根據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)確定了張呼鐵路地基土在測(cè)試土層深度范圍內(nèi)均為粉質(zhì)黏土，吉琿鐵路地基土在測(cè)試土層深度范圍內(nèi)由上往下依次為粉質(zhì)黏土、粉土、黏土;兩類地基土的粒徑主要集中在0.075mm以下，0.075mm以下的顆粒粒徑所占百分比均大于75％，兩類土均為細(xì)粒土;采用Z2重型擊實(shí)試驗(yàn)，得到兩類土的最大干密度和最優(yōu)含水率，并由地基土的干密度，測(cè)定了這

3、兩類地基土的壓實(shí)系數(shù)均在0.9左右。
　　 (2)采用標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)方法測(cè)試了兩類地基土的壓縮模量、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)、前期固結(jié)壓力以及彈塑性變形，分析了不同計(jì)算方法對(duì)固結(jié)系數(shù)和前期固結(jié)壓力的影響，并采用不同試驗(yàn)方法計(jì)算了滲透系數(shù)。兩類地基土的壓縮性基本相同，均屬于中壓縮性土;隨著固結(jié)壓力的增大，壓縮模量增大，固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)均減小，且均表現(xiàn)出明顯的非線性變化規(guī)律;基于卡薩格蘭德(Casagrande)法，提出了一種采用多項(xiàng)式擬

4、合e-lgp曲線，且通過(guò)人為增加曲線末端直線段試驗(yàn)點(diǎn)來(lái)控制曲線末端直線形態(tài)的確定前期固結(jié)壓力的方法，并計(jì)算了兩類地基土的前期固結(jié)壓力值，與吉琿鐵路地基土的前期固結(jié)壓力比，張呼鐵路地基土的前期固結(jié)壓力值更大;采用“f”法計(jì)算得到的前期固結(jié)壓力值與卡薩格蘭德(Casagrande)法的相對(duì)誤差為18.2％;采用5種常用計(jì)算方法對(duì)張呼鐵路兩個(gè)試樣在400kPa下的固結(jié)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算表明，不同計(jì)算方法得到的固結(jié)系數(shù)基本相等;通過(guò)壓縮回彈試驗(yàn)表明，

5、同一應(yīng)力路徑下，兩類地基土的彈性變形基本相同，但吉琿鐵路地基土的塑性變形更大;變水頭滲透試驗(yàn)和固結(jié)試驗(yàn)兩種試驗(yàn)方法測(cè)定的同一類土的滲透系數(shù)基本相同，兩類地基土的滲透系數(shù)約為i×10-7～10-8cm/s(i=1～10)，均屬于滲透性弱的土。
　　 (3)在直剪試驗(yàn)中，采用固結(jié)快剪試驗(yàn)，測(cè)試了兩類地基土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，分析了吉琿鐵路地基土的含水率對(duì)凝聚力和內(nèi)摩擦角的影響。隨著垂直壓力的增大，張呼鐵路地基土應(yīng)力應(yīng)變曲線由軟化型向硬化