基于粗颗粒动态演化过程的高铁填料振动压实机理研究

作     者：谢康 陈晓斌 尧俊凯 李泰灃 王业顺 邓志兴 吕鑫龙 XIE Kang;CHEN Xiaobin;YAO Junkai;LI Taifeng;WANG Yeshun;DENG Zhixing;LÜXinlong

作者机构：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 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第4期

页      面：803-813页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51978674) 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2021G053) 中国铁道科学研究院集团有限公司基金项目(2021YJ071) 中南大学研究生创业计划项目(2022ZZTS0622) 

主　　题：高铁路基 级配碎石 压实机理 X-CT 动态演化 量化表征 

摘      要：为了揭示高铁粗粒土填料振动压实机理,以典型的高铁基床表层级配碎石填料为研究对象,首先基于自行研制的大型振动压实仪,建立连续干密度ρ_(rd)、动刚度Krb以及修正地基系数K20的压实质量评估体系;然后利用X-CT对压实过程中的级配碎石进行扫描,从粗颗粒动态演化角度揭示级配碎石的压实机制。研究结果表明:整个压实过程中,不同土体类型的级配碎石ρ_(rd)均呈现出急速上升-缓慢上升的趋势,而Krb和K20却呈现出急速上升-缓慢下降的趋势。进一步,提出压实嵌锁点Tlp以量化出级配碎石的压实性能拐点特征。振动压实过程中当60%的粗颗粒长轴趋于水平排布时(处于Tlp状态),即呈现出振动压实稳定态;而后进一步压实,易导致粗颗粒发生以表面研磨为主的破碎现象,破坏骨架稳定性,降低压实性能。最终通过离散元模拟验证该机制的正确性。研究成果可从细观层面揭示振动压实机理,为高铁智能碾压质量评估提供新的方法。