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持续动荷载作用下基床粗粒土填料累积塑性应变试验研究

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铁道学报 2017年第2期39卷 119-126页

作者：梅慧浩冷伍明刘文劼聂如松徐显达中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省交通科学研究院湖南长沙410015

粗粒土填料在重载铁路基床层广泛应用,其受列车动荷载影响明显,研究基床粗粒土在持续动荷载作用下的累积变形有重要意义。通过制作不同含水率的粗粒土试样,对试样开展不同围压、不同动应力幅值的大型动三轴试验,分析试样在持续动荷载作... 详细信息

粗粒土填料在重载铁路基床层广泛应用,其受列车动荷载影响明显,研究基床粗粒土在持续动荷载作用下的累积变形有重要意义。通过制作不同含水率的粗粒土试样,对试样开展不同围压、不同动应力幅值的大型动三轴试验,分析试样在持续动荷载作用下轴向累积塑性应变的增长特点。基于安定理论,划分不同条件下试样的动力行为,探讨含水率对粗粒土试样累积塑性应变的影响,得出不同动力行为之间的临界应力表达式。建立塑性蠕变动力行为累积塑性应变预测模型,模型的准确性验证表明:此模型在动荷载重复次数N≥50 000时有较高准确性。试验结果对重载铁路基床层动力稳定性评价有参考价值。

关键词：粗粒土填料动三轴试验安定理论动应力累积塑性应变

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饱和黏土累积塑性应变非线性预测模型研究

岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3534-3540页

作者：高军武广铁路客运专线有限责任公司湖北武汉430200

路基累积变形的研究对于交通工程动力稳定性分析具有显著意义。通过分析循环动三轴试验结果,发现无论在排水还是不排水条件下,对于饱和正常固结黏土或轻度超固结黏土,土中孔隙水压力与累积塑性应变之间存在一定对应关系。通过改进太沙基... 详细信息

路基累积变形的研究对于交通工程动力稳定性分析具有显著意义。通过分析循环动三轴试验结果,发现无论在排水还是不排水条件下,对于饱和正常固结黏土或轻度超固结黏土,土中孔隙水压力与累积塑性应变之间存在一定对应关系。通过改进太沙基-伦杜立克固结方程,并研究孔隙水压力与累积塑性应变之间的关系,得到一种新的饱和黏土累积塑性应变非线性预测模型。该模型既可预测土体中孔隙水压力的变化,又可预测土体累积塑性应变的发展规律。模型验证结果表明,该模型可较好地反映饱和黏土孔隙水压力和累积塑性应变的发展变化。

关键词：土力学循环荷载饱和黏土孔隙水压力累积塑性应变非线性模型

交通荷载作用下考虑累积塑性应变的饱和软黏土应变软化特性研究

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铁道学报 2023年第4期45卷 148-156页

作者：孙苗苗虞健刚何绍衡叶科刘旻浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙江大学土木工程系浙江杭州310058 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015

长期往复交通荷载将引起显著的路基沉降,而现有路基长期运营沉降分析多数建立在循环三轴试验基础上,忽视了交通荷载下土体单元主应力轴的偏转效应。通过对杭州原状软黏土进行应力控制的空心扭剪试验,研究循环应力比CSR、偏应力固结比K ... 详细信息

长期往复交通荷载将引起显著的路基沉降,而现有路基长期运营沉降分析多数建立在循环三轴试验基础上,忽视了交通荷载下土体单元主应力轴的偏转效应。通过对杭州原状软黏土进行应力控制的空心扭剪试验,研究循环应力比CSR、偏应力固结比K 0、振动频率f的变化与软化指数、累积塑性应变的关系。研究表明:对于各向同性固结软黏土,初始累积塑性应变为负应变,并随着振动次数的增加而逐渐增大(负应变),而K 0固结的初始累积应变为正应变;K 0和振动频率的减小增大了土样的初始累积塑性应变,加快土样破坏速度。在试验结果的基础上,确定软化指数与振次的对数关系表达式,引入累积塑性应变影响因子ζ,建立原状软黏土累积塑性应变模型,为预测和计算地基土层的长期沉降变形提供理论依据。

关键词：空心扭剪 K 0固结原状软黏土累积塑性应变主应力轴偏转应力应变

级配碎石填料大三轴试验及累积塑性应变预测模型

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岩土力学 2020年第9期41卷 2993-3002页

作者：杨志浩岳祖润冯怀平叶朝良马德良石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

级配碎石作为重载铁路基床表层的主要填料,其受列车荷载的影响最大。因此,研究级配碎石在循环荷载作用下的动力行为及累积塑性应变演化特征变得尤为重要。首先,通过制备不同细粒含量的级配碎石填料,开展一系列大型动三轴试验,探究细粒... 详细信息

级配碎石作为重载铁路基床表层的主要填料,其受列车荷载的影响最大。因此,研究级配碎石在循环荷载作用下的动力行为及累积塑性应变演化特征变得尤为重要。首先,通过制备不同细粒含量的级配碎石填料,开展一系列大型动三轴试验,探究细粒含量、围压及动应力幅值对循环荷载作用下试样累积塑性应变的耦合影响机制。其次,基于塑性安定理论,确定不同应力水平下试样的动力行为,得到考虑围压及细粒含量参数的塑性蠕变状态临界动应力计算模型。最后,结合试验数据,建立考虑应力水平及细粒含量参数的塑性蠕变动力行为累积塑性应变预测模型,并明确各参数的物理意义。其研究成果可为既有重载铁路路基健康状态评估及考虑强度、变形综合控制的路基结构设计提供参考。

关键词：重载铁路基床级配碎石累积塑性应变临界动应力预测模型

基于累积塑性应变的表面裂纹板CTOD疲劳分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第6期44卷 78-83页

作者：邓军林杨平董琴汪丹武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

结合Dugdale模型,以表面裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出一个低周疲劳载荷下含半椭圆形表面裂纹船体板的裂纹尖端张开位移(CTOD)分析模型.利用有限元法模拟了表面裂纹尖端累积塑性变形、表面裂纹几何特性、应力均值以及材料应变硬... 详细信息

结合Dugdale模型,以表面裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出一个低周疲劳载荷下含半椭圆形表面裂纹船体板的裂纹尖端张开位移(CTOD)分析模型.利用有限元法模拟了表面裂纹尖端累积塑性变形、表面裂纹几何特性、应力均值以及材料应变硬化系数等相关因素的影响,结合最小二乘法拟合出基于表面裂纹尖端累积塑性应变的考虑表面裂纹几何特性、应力均值以及材料应变硬化系数影响的CTOD二阶多项式.

关键词：低周疲劳表面裂纹板 Dugdale模型累积塑性应变裂纹尖端张开位移(CTOD)

循环荷载下级配碎石填料累积塑性应变及破坏规律研究

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铁道学报 2020年第7期42卷 133-140页

作者：杨志浩岳祖润冯怀平叶朝良石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

级配碎石作为重载铁路路基基床的核心填料,在大轴重列车循环荷载作用下的动力稳定性对于整个路基结构的服役性能至关重要。为探究循环荷载作用下级配碎石填料的累积塑性应变演变特征及破坏规律,以不同细粒含量的级配碎石为研究对象,开... 详细信息

级配碎石作为重载铁路路基基床的核心填料,在大轴重列车循环荷载作用下的动力稳定性对于整个路基结构的服役性能至关重要。为探究循环荷载作用下级配碎石填料的累积塑性应变演变特征及破坏规律,以不同细粒含量的级配碎石为研究对象,开展一系列不同应力水平下的大型动三轴试验。试验揭示了细粒含量、围压、动应力幅值对该填料累积塑性应变及临界动应力的影响机制,并基于试验结果,提出不同深度级配碎石填料考虑细颗粒含量参数的临界动应力计算公式,明确了式中各参数的物理意义。研究成果有助于预测重载列车动力荷载作用下基床土体的变形,并对评价既有线路开行大轴重列车的适用性提供参考。

关键词：重载铁路基床级配碎石细颗粒含量累积塑性应变临界动应力

考虑荷载间歇的细粒土填料累积塑性应变与临界动应力试验研究

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铁道学报 2021年第10期43卷 98-108页

作者：聂如松杜市委阮波张向京中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

为了研究追踪列车间隔时间对铁路路基动力行为的影响,开展了一系列重载铁路路基填料在连续循环荷载和分阶段循环荷载下的动三轴试验,对比分析了两种加载方式下试样的孔压和变形特性,研究了荷载间歇效应对路基填料的孔隙水压力、累积塑... 详细信息

为了研究追踪列车间隔时间对铁路路基动力行为的影响,开展了一系列重载铁路路基填料在连续循环荷载和分阶段循环荷载下的动三轴试验,对比分析了两种加载方式下试样的孔压和变形特性,研究了荷载间歇效应对路基填料的孔隙水压力、累积塑性应变等发展规律的影响。试验结果表明,间歇期的存在使得分阶段循环荷载下的试样的应变增长速率相较于连续循环荷载下的试样的应变增长速率明显减小。根据稳定型和临界型试样的累积塑性应变与循环振次曲线斜率和循环振次的线性关系,获得了细粒土填料的临界动应力数值和以围压、含水率、静强度为变量的临界动应力经验公式。研究结果对于正确认识列车动荷载作用下重载铁路路基的动力行为具有参考价值。

关键词：临界动应力荷载间歇效应动三轴试验孔隙水压力累积塑性应变

循环荷载作用下软黏土累积塑性应变与微观参数灰色关联分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第3期54卷 245-254页

作者：雷华阳张雅杰冯双喜孙晓芳郝琪蒋明镜天津大学建筑工程学院天津300354 天津市滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300354

通过一系列宏微观试验,系统地进行了软黏土在循环荷载作用下宏观累积塑性应变的变化规律研究,建立了微观参数与宏观累积塑性应变的灰色关联度,明确其关联特征.研究表明:在循环荷载作用下,软黏土累积塑性应变呈现明显的3个阶段特征.振动... 详细信息

通过一系列宏微观试验,系统地进行了软黏土在循环荷载作用下宏观累积塑性应变的变化规律研究,建立了微观参数与宏观累积塑性应变的灰色关联度,明确其关联特征.研究表明:在循环荷载作用下,软黏土累积塑性应变呈现明显的3个阶段特征.振动前期,由于颗粒破碎造成平均粒径呈下降趋势;平均孔径由4.39μm下降至3.05μm.振动后期,颗粒定向性较好.通过灰色关联度理论发现,对软黏土累积塑性应变影响最显著的微观参数是平均粒径、平均孔径和孔隙分维.利用回归分析方法建立了累积塑性应变与微观参数的关联特征.

关键词：软黏土宏微观特性微观参数累积塑性应变灰色关联分析

基于大型动三轴试验的粗粒土累积塑性应变概率模型研究

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振动与冲击 2020年第15期39卷 214-220,249页

作者：冷伍明翟斌徐方张期树艾希韩諝中南大学土木工程学院长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075

路基填土在长期交通动荷载作用下的累积塑性变形存在离散性。通过一系列粗粒土大型动三轴试验分析其累积塑性应变随围压、动应力及含水率的发展趋势和变化规律。结果表明:累积塑性应变及其稳定值随动应力的增加而增大,随围压的增加而减... 详细信息

路基填土在长期交通动荷载作用下的累积塑性变形存在离散性。通过一系列粗粒土大型动三轴试验分析其累积塑性应变随围压、动应力及含水率的发展趋势和变化规律。结果表明:累积塑性应变及其稳定值随动应力的增加而增大,随围压的增加而减小,说明增大围压能有效抑制土体累积塑性变形的发展;土体的动力稳定性随含水率的减小而增加。基于半对数预测模型,运用灰色系统关联理论探究模型参数与含水率和动静应力比的相关性特征,并通过正态性检验论证得到控制粗粒土累积塑性应变发展速率的模型参数服从正态分布。基于概率失效理论,提出预测粗粒土填料累积塑性应变的概率模型,可较好地预测粗粒土填料在循环动荷载作用下的累积塑性应变发展区间。

关键词：粗粒土填料动三轴试验累积塑性应变概率失效理论