重载铁路翻浆冒泥病害机理研究

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1、密级；公开燈ｉ莽祇遠未專》方ＳＨｙｉＡＺＨＵＡＮＯＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕壬学位论文重载铁路翻浆冒泥病害机理研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＭｕｄＰｕｍｐｉｎｇ－ｒａｏｆＨｅａｖｙＨａＷｉｌｗａｓｙ培养单位：主木工程学晓专业：道路与铁道工程研究生：杨志浩指导教师：岳祖润教授冯怀平副教授二〇－－四年十月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果尽我所

2、知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。础’、日期Ｓ）签名：雜為：；关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅■，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入

3、《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道＞大学，可１＾１采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可＾＾Ｊｌ公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）２〇ｓｊ＇｜作者签名：木婉遂日期：５导师签名日期密级：公开工学硕士学位论文重载铁路翻浆冒泥病害机理研究ResearchontheMechanismofMudPumpingofHeavyHaul-railways培养单位:土木工程学院专业:道路与铁道工程研究生：杨志浩指导教师：岳祖润教授冯怀平副教授二○一四年十月摘要摘要我国既

4、有线重载铁路由于修建时期控制标准低，没有把路基当做一个土工结构物来对待修建，随着长时间的运营，以及列车轴重、运量、速度的提高，翻浆冒泥病害已相当严重，较多路段已形成雨时一片浆、雨后一片白的景象，使养护维修费用大大增加。铁路工务部门现行的维修整治措施只能短时间内缓解病害的发生，彻底解决翻浆冒泥病害还存在很大的难题。翻浆冒泥是困扰我国所有铁路路基正常工作的最严重的病害问题，至今土工工程领域对翻浆冒泥病害的机理问题都没有得到一个统一的结论，对于具体的翻浆过程仍然是仁者见仁智者见智，所以从根本上研究翻浆冒泥的病害机理显得

5、尤为重要，为既有线彻底地整治病害及新建线路新型路基结构的设计提供理论依据。本文依托铁道部科技研究开发计划课题“既有线开行大轴重列车关键技术研究—既有铁路开行大轴重重载列车技术条件下路基隧道检测与强化技术研究(2012G011-B)”，首先在大秦线重载铁路进行了病害调查及动态测试试验，对病害发生的真实条件以及路基中动应力与轴重、速度的影响关系进行了研究，为以后室内三轴试验参数的设置提供了依据。其次在实验室研发了一种基于“范德堡法”测定三轴土样含水量的新型电测方法，并将此方法与动三轴试验相结合，探索在动应力作用下三轴

6、土样每层深度随加载次数的增加含水量的变化规律以及随加载次数的增加土样沿深度方向含水量的变化规律，从根本上探索路基本体中水分在动应力作用下的迁移规律。本文的主要内容及研究成果包括以下几个方面：(1)进行了重载铁路现场病害调查、室内物性分析试验及现场路基动态测试试验，研究了病害发生路段表现形式、病害路段与正常路段的道床随深度方向上的级配情况以及列车轴重、速度对路基中动应力的影响规律。结果表明：大秦线重载铁路的翻浆冒泥基本上是道床本身的翻浆冒泥，道床中的细颗粒土由机车喷砂、煤渣、磨碎的石粉组成，自道砟表层沿深度方向级配

7、越来越良好，且轨缝下明显比正常路段良好；随着轴重的增加，路基中的各向动应力基本上呈线性变化。而速度对动应力的影响不是很明显。摘要(2)研发了一种新型的利用电阻率测定含水量的测试系统，进行了电阻率测试中土样洗土次数、溶液浓度、试样高度等各类影响因素的标定试验，并进行了电阻率—含水量的标定试验。试验结果表明：本测试系统具有较好的测试精度及时间效应，且电阻率与含水量之间有着较好的对应关系。(3)使用GDS动三轴仪结合自行研发的含水量测试系统进行了浸水动三轴试验。测定压实度和动应力幅值大小对试验中土样的变形规律、浸水规律

8、的影响及在加载过程中三轴土样深度方向上的含水量分布情况及每层土样不同时间的含水量分布情况，探索在动荷载的作用下路基本体中的水分迁移规律。结果表明：随着压实度增大、动应力幅值减小，轴向累计变形减小，浸水量及浸水速率也减小，反之，各项指标相应增大；在动荷载和水分的耦合作用下，形成了水囊，最终表现为翻浆冒泥的产生。关键词：重载铁路；翻浆冒泥；动态测试；动力特性；水分迁移Abst