文档名：高速铁路级配碎石填料振动压实劣化机制研究
摘要：揭示振动荷载下高速铁路路基级配碎石填料压实劣化的影响机制对提高路基服役性能具有重要意义.首先,采用智能振动压实仪开展级配碎石填料振动压实试验,探究级配碎石填料物理指标干密度ρd、力学指标动刚度K与振动压实劣化的相关性;其次,对不同振动压实阶段的级配碎石填料进行X-CT(X-rayComputedTomography)扫描试验,揭示级配碎石填料振动压实劣化的主控因素;最后,基于劣化主控因素建立不同劣化程度的高精度三维振动压实离散元模型,探究级配碎石填料压实劣化与主控因素的内在联系,进而深入揭示级配碎石填料振动压实劣化的细观机制.研究结果表明:振动压实过程中,可通过动刚度K曲线的"拐点"表征级配碎石填料振动压实劣化状态;通过X-CT试验明确级配碎石填料振动压实劣化的主控因素为粗颗粒研磨破碎,进一步提出研磨度DF指标量化级配碎石填料的压实劣化程度;振动压实离散元模型中级配碎石填料的细观结构演化特征表明,随着DF的增加,填料各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力均逐渐减小,从而使级配碎石填料的内部结构稳定性和动刚度K减小,且当DF≥0.68时,各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力链与动刚度K减小速率均降低.研究结果对高速铁路路基级配碎石填料的振动压实质量控制具有重要指导意义.
Abstract：Itisofgreatsignificancetorevealthemechanismofcompactiondeteriorationofgradedgravelfillersinhigh-speedrailwaysubgradeundervibratoryloadingforenhancingtheserviceperformanceofthesubgrade.Firstly,vibratorycompactionexperimentsongradedgravelfillerswereconductedusinganintelligentvibratorycompactor,whichexploredthecorrelationbetweenthephysicalparameter-drydensityρdandthemechanicalparameter-dynamicstiffnessKofgradedgravelfillers,andthecompactiondeterioration.Secondly,X-rayComputedTomography(X-CT)scanningexperimentswereconductedongradedgravelfillersatdifferentstagesofvibratorycompaction,revealingthekeycontrollingfactorsofvibratorycompactiondeterioration.Finally,ahigh-precisionthree-dimensionaldiscreteelementmodelofvibratorycompactionwithvaryingdegreesofdeteriorationwasestablished,whichbasedonthekeycontrollingfactorsofvibratorycompactiondeterioration.Thismodelwasusedtoexploretheintrinsicrelationshipbetweenthecompactiondeteriorationofgradedgravelfillersandthekeycontrollingfactors,furtherrevealingthemicro-mechanismofvibratorycompactiondeteriorationofgradedgravelfillers.Theresearchresultsindicatethatthe"inflectionpoint"ontheKcurvecancharacterizethecompactiondeteriorationstateofgradedgravelfillersduringvibratorycompaction.TheX-CTexperimentscanrevealthatthekeycontrollingfactorsofvibratorycompactiondeteriorationofgradedgravelfillersistheabrasioncrushingofcoarseparticles.Furthermore,theabrasiondegreesDFisproposedtoquantifythedegreeofcompactiondeteriorationofgradedgravelfillers.TheevolutioncharacteristicsofthemicrostructureofgradedgravelfillersinthemodelofvibratorycompactioncanindicatethatwiththeDFincreasing,theanisotropy,mechanicalcoordinationnumber,andcontactforceofcoarseparticlesgraduallydecrease,whichfurtherreducestheinternalstructuralstabilityandKofthegradedgravel.Moreover,whenDF≥0.68,thereductionratesofanisotropy,mechanicalcoordinationnumber,contactforcechainofcoarseparticles,andKalldecrease.Theresearchresultshavegreatguidingsignificanceforthecompactionqualitycontrolofgradedgravelfillersinhigh-speedrailwaysubgrade.
作者：肖宪普 谢康 李新志 郝哲睿 李泰灃 邓志兴 Author：XIAOXianpu XIEKang LIXinzhi HAOZherui LITaifeng DENGZhixing
作者单位：石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043中南大学土木工程学院,湖南长沙410075中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(5)
分类号：U215.4
关键词：高铁路基 级配碎石 振动压实劣化 粗颗粒研磨 X-CT 离散元
Keywords：high-speedrailwaysubgrade gradedgravels vibratorycompactiondeterioration coarsegrinding X-CT discreteelementmethod
机标分类号：U414.1TU45R737.9
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：河北省自然科学基金资助项目，河北省教育厅自然科学类项目，铁科院集团公司科研基金资助项目，中国铁路总公司科技研究开发计划课题高速铁路级配碎石填料振动压实劣化机制研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(5)肖宪普 谢康 李新志 郝哲睿 李泰灃 邓志兴揭示振动荷载下高速铁路路基级配碎石填料压实劣化的影响机制对提高路基服役性能具有重要意义.首先,采用智能振动压实仪开展级配碎石填料振动压实试验,探究级配碎石填料物理指标干密度ρd、力学指标动刚度K与振动压实劣化...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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