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《重复加载下路基填土的临界动应力和永久变形初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第1Vbl。31Nb。131卷第期西南交通大学学报1996年2月JOURNALOFSOUTH叭任污TJIAOTONGUNIVERSITYn出.1996重复加载下路基填土的临界动应力和永久变形初探蔡英曹新文(西南交通大学铁道及道路工程系成都610031),,【摘要】本文针对路基填土在列车荷载重复作用下产生永久变形的间题利用动三轴试验研,、究了重复加载条件下土体的临界动应力和永久应变随加载次数加载频率和周围压,。力变化的规律对高速铁路和重载铁路路基设计有重要的参考价值【关键词】路基,临界动应力;永久应变;重复加
2、载【分类号1】,U411.8在列车荷载重复作用下,粘性土填筑的路基要产生不可恢复的永久变形,永久变形随列车,荷载的重复作用而累积增加过大的永久变形是影响高速铁路和重载铁路安全平稳运行的不,,,利因素高速铁路和重载铁路对路基永久变形有严格的限制因此研究控制路基永久变形的措施是十分重要的。路基填土的永久变形是否随重复加载次数而稳定取决于路基填土的临界动应力与列车荷载产生的路基动应力。路基填土的临界动应力不仅与填土本身的物理力学性质(如含水量、容重、,,、颗粒级配等)有关而且还与列车重复荷载的特征有关例如列车荷载
3、的重复次数荷载频,,,率和荷载幅值等l1[因此研究控制永久变形的措施首先应研究列车荷载对填土永久变形的影响规律。本文利用动三轴试验,研究荷载频率、荷载大小及围压对路基填土的临界动应力和永久变形的影响。1动三轴试验简介一一。一试验采用国产sD780型和日本产DTC306型两种动三轴仪SD780型动三轴为电磁式,,。加载用它进行了无侧限试验和疲劳试验研究加载频率对土体的临界动应力和变形的影响一,。DTC306型动三轴仪为液压伺服加载用它进行不同围压试验.。,试验选用成都粘土作为试验用土试样的含水量为天然含水量(
4、256%)干容重为.,。1529c/m3试样误差满足土工试验规范的要求2试验结果及分析2.1永久应变的线型分析和临界动应力331日。本文于1995年月收到西南交通大学学报第3卷1图是无1侧限条件下、加载频率为SzH时,永久应变与重复加载次数的关系曲线,根据曲,、。,线特点可分为三类即衰减型破坏型和临界型有侧限情况永久应变与重复次数的关系具有相同特点(图2)。力。载次数109、/=12kpa马盆二忿多卖轰蓦二二产艾菜之产.共.....从27扮/之匕一一一一竺竺竺二二人一乍吞司卜力。载次数109、/图1永久应变
5、与加载次数关系曲线图2永久应变与加载次数关系曲线,(f一IOzH无侧限)(j一2比丙~IO0kF恤)11、2、3、J、5,:,.图中曲线为衰减型曲线其特点是加载初期应变增加较快随加载次数号。,,增加由于相对较小的动应力水平作用试样逐渐压密;当加载到一定次数应变增量逐渐减小后,,能够抵抗外荷载的,,试样密度达到一定程度作用试样只产生弹性应变永久应变基本趋于稳定。衰减型曲线可用下式描述阅:=a(l+声logN)(1),、,。a式中声是与动应力水平和土的性质有关的参数N为加载次数19、10、、。:,破坏曲线如图中
6、曲线1112特点是试样的永久应变随加载次数非线性增加一,,,,定的加载次数后由于重复加载导致试样的结构破坏试样强度降低变形增量迅速增加直到。破坏破坏型曲线近似符合下式!`~AN(2),,。式中A和b的数值取决于动应力水平和土的性质N为加载次数,,试验结果表明破坏型曲线的破坏应变勺几乎不受动应力的影响是一个相对稳定的数值。,(约为9%)因此可用不同动应力水平下的稳定应变!与e,之比来表示永久应变的相对大小。16、、,:介于衰减型与破坏型之间的曲线为临界型(图中曲线78)其特点是应变有时变化,,,,较大有时变化
7、较小处于波动状态表明土休处于稳定与破坏的临界状态是区分变形稳定与。这“”,破坏的界限类曲线所对应的动应力定义为临界动应力`它是衰减型和破坏型的动应,。力分界点也可以作为土休动强度指标将土休受到的动应力与土体的临界动应力之比定义为动应力水平。理论,,,上讲在相同加载频率和周围压力下土的临界动应力是一个固定的值但对1期:第蔡英等重复加载下路基填土的临界动应力和永久变形初探,,。a于室内试验`在某一个范围内变化本组试验的`=5一60kP么2加载频率的影响,,加载频率反映列车的速度为了探讨加载频率对土体永久应变的影
8、响规律在无侧限条件Zz、z、z、z。下进行了加载频率分别为HSH1OH1SH四组试验,加载频率对土样的临界动应力有着较大的影响表1列出了不同加载频率下的临界动应,,,,,力值山图3可见在加载频率较小时临界动应力较大随着加载频率的提高临界动应力降,,Z,,低同时临界动应力的降低速率也随之降低如从zH到SZH临界动应力降低了17%而.。IO15,临界动应力变化仅36%当加载频率大到一定程度后,临界动应力不再受加ZH到
