岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (9): 2539-2549.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1971

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

颗粒级配及初始干密度对路基翻浆冒泥特性的影响

丁瑜1,贾羽1,王晅1, 2,张家生1, 2,陈晓斌1, 2,罗昊1,张宇1   

  1. 1. 中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410083;2. 中南大学 高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南 长沙 410083
  • 收稿日期:2021-11-24 修回日期:2022-05-06 出版日期:2022-09-12 发布日期:2022-09-12
  • 通讯作者: 王晅,男,1977年生,博士,讲师,主要从事重载铁路路基病害防治的科研与教学工作。E-mail: dddebug@csu.edu.cn E-mail: ding_yu@csu.edu.cn
  • 作者简介:丁瑜,女,1990年生,博士研究生,主要从事重载铁路路基病害致灾机制与防治的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.51978674)。

Influence of particle size distribution and initial dry density on the characteristics of subgrade mud pumping

DING Yu1, JIA Yu1, WANG Xuan1, 2, ZHANG Jia-sheng1, 2, CHEN Xiao-bin1, 2, LUO Hao1, ZHANG Yu1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China; 2. National Engineering Research Centre of High-Speed Railway Construction Technology, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China
  • Received:2021-11-24 Revised:2022-05-06 Online:2022-09-12 Published:2022-09-12
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51978674).

摘要: 重载铁路路基翻浆冒泥病害广泛存在且危害性极大,严重影响了轨道的稳定性和列车运行的安全性。铁路路基土体性质,如颗粒级配、孔隙比等对列车荷载作用下路基翻浆冒泥特性有显著的影响。利用自主研发的试验模型对粉质黏土与不同含量高岭土重塑试样进行翻浆冒泥试验,研究了不同颗粒级配(高岭土含量)、不同初始干密度(孔隙比)对循环荷载作用下试样的轴向应变、超孔隙水压力以及细颗粒迁移特性的影响。研究结果表明:随着高岭土含量以及初始干密度的增加,动荷载作用下试样产生的轴向应变、超孔隙水压力均减小,细颗粒迁移的平均高度降低,路基翻浆冒泥的程度减轻。通过试验发现,动荷载作用下试样内部的超孔隙水压力梯度是驱动路基土体细颗粒迁移的主导因素,试样产生的夹层对路基翻浆冒泥病害的发展具有一定的促进作用。

关键词: 翻浆冒泥, 颗粒级配, 初始干密度, 轴向应变, 超孔隙水压力, 细颗粒迁移

Abstract: The subgrade mud pumping of heavy-haul railway is widespread and harmful, which seriously affects the stability of tracks and the safety of train operation. The properties of railway subgrade soil, such as the particle size distribution, the void ratio, have a significant impact on the characteristics of subgrade mud pumping under the train load. In this study, a series of remolded samples consisted of silty clay and different contents of kaolin was subjected to mud pumping tests with a self-developed test model, and the influences of different particle size distribution (kaolin content) and different initial dry densities (void ratios) on the characteristics of axial strain, excess pore water pressure and fine particles migration under dynamic load were analyzed. The results show that with the increase in kaolin content and initial dry density, the axial strain and the excess pore water pressure of the samples, the average migration height of fine particles, and the degree of subgrade mud pumping all decrease. We also find that the excess pore water pressure gradient is the leading factor driving the migration of fine particles in subgrade soil, and the interlayer has a promoting effect on the occurrence of subgrade mud pumping.

Key words: mud pumping, particle size distribution, initial dry density, axial strain, excess pore water pressure, fine particles migration

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