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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[1] 赵再昆, 王铁行, 张亮, 金鑫, 鲁洁, 阮嘉斌, 邢昱, . 高温作用下非饱和黄土裂隙演化及其定量分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(5): 1297-1308.
[2] 金丹丹, 鲁先东, 王炳辉, 施展, 张雷, . 冲击荷载下含夹层饱和砂土孔压变化规律分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1081-1091.
[3] 杨奇, 王晓雅, 聂如松, 陈琛, 陈缘正, 徐方, . 间歇循环荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1671-1683.
[4] 张延杰, 何萌, 宋萌, 曹立, 赵海涛, 李梅. 富水砂卵石地层力学特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1739-1747.
[5] 陈平山, 吕卫清, 梁小丛, 周红星, 王婧, 马佳钧, . 含细粒珊瑚土抗液化特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 337-344.
[6] 苏新斌, 廖晨聪, 刘世奥, 张璐璐, . 基于预制滑动面的饱和黏土−结构物界面强度特性 三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(10): 2852-2860.
[7] 尹小卡, 杜思义, 王涛涛. 砂土液化与水泥粉煤灰碎石桩施工参数 关系的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2518-2524.
[8] 王静, 肖涛, 朱鸿鹄, 梅国雄, 刘拯源, 魏广庆, . 透水管桩现场试验光纤监测与承载性能研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1961-1970.
[9] 张小玲, 朱冬至, 许成顺, 杜修力, . 强度弱化条件下饱和砂土地基中桩−土 相互作用p-y曲线研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2252-2260.
[10] DAO Minh-huan, 刘清秉, 黄伟, 项伟, 王臻华, . 膨润土加砂混合物干燥收缩特征及缩裂机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 789-798.
[11] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[12] 阎凤翔, 白晓红, 董晓强, . 土工格栅−建筑渣土界面摩阻特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 3939-3946.
[13] 赵红芬, 周志鑫, . 利用铝−有机质絮状物降低渗透系数的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 3947-3956.
[14] 张治国, 黄茂松, 杨 轩, . 基于衬砌长期渗漏水影响的隧道施工扰动 诱发超孔隙水压消散及地层固结沉降解[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3135-3144.
[15] 张升, 乔春晖, 李希, 沈远, . 考虑级配多样性的颗分试验取样质量理论研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2555-2562.
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[1] 胡 伟,黄 义,刘增荣. 循环荷载下饱和黄土不排水强度退化规律试验与理论研究[J]. , 2009, 30(10): 2996 -3000 .
[2] 赵明华,刘小平,黄立葵. 降雨作用下路基裂隙渗流分析[J]. , 2009, 30(10): 3122 -3126 .
[3] 崔皓东,朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[4] 张民生,刘红军,李晓东,贾永刚,王秀海. 波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3347 -3351 .
[5] 刘 润,闫 玥,闫澍旺,乔春生. 某码头软黏土岸坡破坏机制分析及重建[J]. , 2009, 30(11): 3417 -3422 .
[6] 肖衡林,张晋锋,何 俊. 基于分布式光纤传感技术的流速测量方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3543 -3547 .
[7] 王先军,陈明祥,常晓林,周 伟,袁子厚. Drucker-Prager系列屈服准则在稳定分析中的应用研究[J]. , 2009, 30(12): 3733 -3738 .
[8] 杨自友,顾金才,杨本水,陈安敏,徐景茂. 锚杆对围岩的加固效果和动载响应的数值分析[J]. , 2009, 30(9): 2805 -2809 .
[9] 卢坤林,杨 扬. 非极限主动土压力计算方法初探[J]. , 2010, 31(2): 615 -619 .
[10] 邓代强,高永涛,吴顺川,余伟健. 复杂应力下充填体破坏能耗试验研究[J]. , 2010, 31(3): 737 -742 .