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高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性 版權信息
- ISBN：9787030563613
- 條形碼：9787030563613 ; 978-7-03-056361-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性 本書特色
本書結合云桂高速鐵路膨脹土工程實際，通過調研、理論分析、室內外試驗、數值分析等手段，對高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性問題開展研究。主要內容包括：云桂鐵路路塹段膨脹土工程特性試驗；基于SAWI層的鐵路膨脹土路塹基床結構設計；鐵路路基非飽和膨脹土濕度場-變形場演化規律；高鐵膨脹土路塹基床結構換填厚度的確定；膨脹土路塹基床結構足尺模型激振試驗；云桂鐵路膨脹土路塹基床現場激振試驗；環境與動載共同作用下膨脹土路基服役性能演變規律；高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞規律及動力穩定性分析；高速鐵路膨脹土路基系統可靠度分析方法。
高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性 內容簡介
《高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性》結合云桂高速鐵路膨脹土工程實際，通過調研、理論分析、室內外試驗、數值分析等手段，對高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性問題開展研究。主要內容包括：云桂鐵路路塹段膨脹土工程特性試驗；基于SAWI層的鐵路膨脹土路塹基床結構設計；鐵路路基非飽和膨脹土濕度場-變形場演化規律；高鐵膨脹土路塹基床結構換填厚度的確定；膨脹土路塹基床結構足尺模型激振試驗；云桂鐵路膨脹土路塹基床現場激振試驗；環境與動載共同作用下膨脹土路基服役性能演變規律；高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞規律及動力穩定性分析；高速鐵路膨脹土路基系統可靠度分析方法。
高速鐵路膨脹土路基服役性能演變規律及其長期動力穩定性 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國高速鐵路發展概況 1
1.2 云桂鐵路膨脹土路基工程概況 1
1.3 膨脹土膨脹性判別和膨脹力測定 4
1.3.1 膨脹土膨脹性判別 4
1.3.2 膨脹土膨脹力測定 7
1.4 動力荷載作用下土體的強度和變形特性研究現狀 9
1.4.1 動力荷載作用下土體微觀結構變化試驗研究 9
1.4.2 加載方式對土體動力特性影響的研究現狀 10
1.4.3 動力荷載作用下黏土本構模型研究現狀 13
1.5 飽和-非飽和膨脹土工程特性研究現狀 15
1.5.1 膨脹土的物理性質 16
1.5.2 膨脹土的力學性質 18
1.5.3 膨脹土的動力特性 26
1.5.4 非飽和膨脹土滲流-變形特性 27
1.6 鐵路膨脹土路基災害、防治與設計研究現狀 29
1.6.1 膨脹土路基災害防治措施研究 29
1.6.2 有砟軌道路基基床結構及防排水措施研究 32
1.7 鐵路路基系統動態性能演變研究現狀 37
1.7.1 鐵路路基動力反應特性研究 38
1.7.2 軌道-路基系統動力相互作用研究 40
1.7.3 高速鐵路路基動力穩定性研究 43
1.8 鐵路路基結構可靠度研究現狀 54
第2章 云桂鐵路路塹段膨脹土工程特性試驗 56
2.1 云桂鐵路膨脹土地質特征及基本性質 56
2.1.1 云桂鐵路膨脹土地質特征 56
2.1.2 云桂鐵路膨脹土參數統計特征 58
2.2 膨脹土基本物理力學特性試驗 59
2.2.1 膨脹土脹縮性判別 59
2.2.2 基本物理力學性質 60
2.3 膨脹土豎向膨脹力原位試驗 61
2.3.1 現場試驗方案設計 61
2.3.2 試驗結果對比與分析 64
2.4 膨脹土動三軸試驗 72
2.4.1 試驗方案設計 72
2.4.2 試驗結果分析 73
2.5 本章小結 75
第3章 基于 SAWI 層的鐵路膨脹土路塹基床結構設計 76
3.1 鐵路膨脹土路塹基床病害作用機制 76
3.1.1 既有南昆鐵路路基服役破壞特征分析 76
3.1.2 膨脹土路塹基床災害類型及作用機制 79
3.1.3 膨脹土路塹基床防排水設計對比 80
3.1.4 膨脹土路塹基床結構設計準則 82
3.2 新型 SAWI 層材料研發與力學性能試驗 82
3.2.1 新型 SAWI 層基本要求 83
3.2.2 SAWI 層復合材料試驗方案設計 84
3.2.3 SAWI 層材料物理力學特性 86
3.3 膨脹土路塹基床結構防排水系統設計 92
3.3.1 接觸縫和施工縫防水關鍵技術 92
3.3.2 接縫位置防水處理關鍵技術 94
3.3.3 膨脹土路塹邊坡裂隙滲流防排水措施 96
3.3.4 毛細水上升時基底防排水措施 97
3.4 基于 SAWI 層的膨脹土路塹基床結構設計 111
3.4.1 鐵路膨脹土路塹新型基床結構的提出 111
3.4.2 新型 SAWI 層合理參數分析 113
3.4.3 不同地質條件下的新型基床結構型式 118
3.5 本章小結 121
第4章 鐵路路基非飽和膨脹土濕度場--變形場演化規律 122
4.1 飽和/非飽和土滲流-變形耦合模型 122
4.1.1 飽和/非飽和土滲流理論 123
4.1.2 非飽和土滲流-變形耦合模型 126
4.1.3 非飽和膨脹土滲流特征模型 131
4.2 新型基床結構防排水效果對比與評價 134
4.2.1 路基結構計算參數確定 134
4.2.2 計算結果分析與對比 136
4.3 膨脹土地基浸水響應試驗 143
4.3.1 膨脹土地基現場浸水試驗 143
4.3.2 膨脹土地基浸水響應數值驗證 146
4.4 鐵路膨脹土地基滲流-變形耦合動態響應 150
4.4.1 計算模型及材料參數 150
4.4.2 計算結果分析與討論 151
4.5 不同服役條件下膨脹土地基變形場演化規律 153
4.5.1 膨脹土類別對膨脹土地基變形場的影響 153
4.5.2 降雨強度對膨脹土地基變形場的影響 155
4.5.3 地下水位對膨脹土地基變形場的影響 157
4.5.4 路基高度對膨脹土地基變形場的影響 159
4.6 基于 SAWI 層基床結構抗變形性能驗證 160
4.6.1 數值分析模型建立與模擬 161
4.6.2 計算結果對比與分析 161
4.6.3 非對稱滲漏條件下 SAWI 層變形分布特征 162
4.7 本章小結 164
第5章 高鐵膨脹土路塹基床結構換填厚度的確定 166
5.1 基于強度控制的路塹基床換填厚度 166
5.1.1 路基面設計應力幅值 166
5.1.2 動應力沿基床深度的分布規律 168
5.1.3 膨脹土路塹基床換填厚度計算 170
5.2 基于應變控制的路塹基床換填厚度 171
5.2.1 基于應變控制確定基床換填厚度的步驟 171
5.2.2 膨脹土路塹基床換填厚度計算 171
5.3 基于膨脹力平衡控制的膨脹土路塹基床換填厚度 174
5.3.1 大面積全封閉防水層對膨脹土濕度變化的影響 174
5.3.2 膨脹土路塹基床換填厚度計算 177
5.4 基于微膨脹變形控制的路塹基床換填厚度 179
5.5 膨脹土路塹基床換填厚度綜合分析 180
5.6 本章小結 181
第6章 膨脹土路塹基床結構足尺模型激振試驗 182
6.1 模型試驗方案設計 182
6.1.1 試驗對象與模型設計 182
6.1.2 監測元器件布置與埋設 184
6.1.3 動載模擬與加載方案 185
6.2 中|強膨脹土路塹基床模型試驗結果分析 188
6.2.1 不同換填厚度基床動力特性分析 188
6.2.2 不同服役環境下基床動力特性分析 193
6.3 弱|中膨脹土路塹基床模型試驗結果分析 203
6.4 膨脹土路塹基床結構防水效果檢驗 207
6.5 基床動力參數受服役環境影響內因分析 208
6.6 基于模型試驗成果的基床換填厚度優化 209
6.7 本章小結 210
第7章 云桂鐵路膨脹土路塹基床現場激振試驗 211
7.1 試驗段概況與方案設計 211
7.2 新型基床防水結構層施工 214
7.3 試驗加載方案與測試系統 217
7.3.1 動力加載參數 218
7.3.2 數據采集系統 224
7.3.3 試驗環境條件 225
7.4 試驗結果分析 226
7.4.1 不同工況下基床動應力分析 226
7.4.2 不同工況下基床振動速度分析 230
7.4.3 不同工況下基床加速度分析 233
7.4.4 不同工況下基床沉降變形分析 235
7.4.5 不同基床防排水措施隔水效果分析 237
7.4.6 防水結構層抵抗自然營力作用性能檢驗 240
7.5 本章小結 241
第8章 環境與動載共同作用下膨脹土路基服役性能演變規律 243
8.1 全比尺軌道-路基-地基系統動力試驗模型 244
8.1.1 試驗模型設計及填筑標準 244
8.1.2 測試斷面及元器件布設 246
8.1.3 列車循環荷載及加載系統 247
8.1.4 路基服役環境模擬及實現 248
8.2 循環荷載與服役環境共同作用下路基動態性能演變規律 250
8.2.1 路基系統動態土壓力變化規律 250
8.2.2 路基系統振動速度變化規律 256
8.2.3 路基系統振動加速度變化規律 266
8.2.4 新型基床 SAWI 層防滲效果評價 276
8.3 有砟軌道-路基-地基系統動力性能數值仿真 278
8.3.1 有砟軌道路基結構參數及動力性能評價指標 278
8.3.2 三維軌道-路基-地基系統數值計算模型 279
8.3.3 計算結果對比及驗證 285
8.3.4 膨脹土路塹新型基床結構動力行為分布特征 292
8.3.5 SAWI 層參振作用對基床動力性態的影響分析 297
8.4 本章小結 304
第9章 高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞規律及動力穩定性分析 307
9.1 有砟軌道-路基-地基系統動力現場試驗 307
9.1.1 現場試驗方案設計 308
9.1.2 有砟軌道-路基-地基系統荷載傳遞特征 311
9.2 有砟軌道-路基-地基系統共振特性分析 315
9.2.1 不同激振頻率下的路基振動響應時頻特征 316
9.2.2 軌道-路基-地基系統的共振特性 322
9.3 高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞預測模型 327
9.3.1 路基動應力沿深度衰減預測模型 327
9.3.2 振動速度沿深度衰減預測模型 332
9.3.3 振動加速度沿深度衰減預測模型 333
9.4 高速鐵路膨脹土路基動力穩定性分析 334
9.4.1 路基動力穩定性分析方法 335
9.4.2 路基填料及地基土動力穩定性參數 337
9.4.3 基于預測模型的膨脹土路塹基床換填厚度的討論 341
9.5 膨脹土路塹基床長期動力穩定性評價方法及應用 345
9.5.1 修正臨界動應力法評價膨脹土路塹基床動力穩定性 346
9.5.2 修正振動速度法評價膨脹土路塹基床動力穩定性 350
9.6 本章小結 365
第10章 高速鐵路膨脹土路基系統可靠度分析方法 368
10.1 巖土工程可靠度基本理論 369
10.1.1 可靠度基本理論 369
10.1.2 巖土性能參數的不確定性 371
10.1.3 工程結構可靠度計算方法 377
10.2 基于動應力控制的膨脹土路基可靠度計算 386
10.2.1 基于動應力控制的路基穩定性計算模式 386
10.2.2 基于動應力極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 389
10.3 基于動變形控制的膨脹土路基可靠度計算 399
10.3.1 基于動變形控制的路基穩定性計算模式 399
10.3.2 基于動變形極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 404
10.4 基于地基承載力控制的膨脹土路基可靠度計算 409
10.4.1 基于地基承載力控制的路基穩定性計算模式 409
10.4.2 基于地基承載力極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 414
10.4.3 考慮變量相關的膨脹土地基承載力可靠度計算 418
10.5 高速鐵路膨脹土路基可靠度對比分析 425
10.5.1 膨脹土路基可靠度對比分析 425
10.5.2 關于鐵路路基目標可靠度的討論 426
10.6 高速鐵路膨脹土路基系統可靠度計
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國高速鐵路發展概況 1
1.2 云桂鐵路膨脹土路基工程概況 1
1.3 膨脹土膨脹性判別和膨脹力測定 4
1.3.1 膨脹土膨脹性判別 4
1.3.2 膨脹土膨脹力測定 7
1.4 動力荷載作用下土體的強度和變形特性研究現狀 9
1.4.1 動力荷載作用下土體微觀結構變化試驗研究 9
1.4.2 加載方式對土體動力特性影響的研究現狀 10
1.4.3 動力荷載作用下黏土本構模型研究現狀 13
1.5 飽和-非飽和膨脹土工程特性研究現狀 15
1.5.1 膨脹土的物理性質 16
1.5.2 膨脹土的力學性質 18
1.5.3 膨脹土的動力特性 26
1.5.4 非飽和膨脹土滲流-變形特性 27
1.6 鐵路膨脹土路基災害、防治與設計研究現狀 29
1.6.1 膨脹土路基災害防治措施研究 29
1.6.2 有砟軌道路基基床結構及防排水措施研究 32
1.7 鐵路路基系統動態性能演變研究現狀 37
1.7.1 鐵路路基動力反應特性研究 38
1.7.2 軌道-路基系統動力相互作用研究 40
1.7.3 高速鐵路路基動力穩定性研究 43
1.8 鐵路路基結構可靠度研究現狀 54
第2章 云桂鐵路路塹段膨脹土工程特性試驗 56
2.1 云桂鐵路膨脹土地質特征及基本性質 56
2.1.1 云桂鐵路膨脹土地質特征 56
2.1.2 云桂鐵路膨脹土參數統計特征 58
2.2 膨脹土基本物理力學特性試驗 59
2.2.1 膨脹土脹縮性判別 59
2.2.2 基本物理力學性質 60
2.3 膨脹土豎向膨脹力原位試驗 61
2.3.1 現場試驗方案設計 61
2.3.2 試驗結果對比與分析 64
2.4 膨脹土動三軸試驗 72
2.4.1 試驗方案設計 72
2.4.2 試驗結果分析 73
2.5 本章小結 75
第3章 基于 SAWI 層的鐵路膨脹土路塹基床結構設計 76
3.1 鐵路膨脹土路塹基床病害作用機制 76
3.1.1 既有南昆鐵路路基服役破壞特征分析 76
3.1.2 膨脹土路塹基床災害類型及作用機制 79
3.1.3 膨脹土路塹基床防排水設計對比 80
3.1.4 膨脹土路塹基床結構設計準則 82
3.2 新型 SAWI 層材料研發與力學性能試驗 82
3.2.1 新型 SAWI 層基本要求 83
3.2.2 SAWI 層復合材料試驗方案設計 84
3.2.3 SAWI 層材料物理力學特性 86
3.3 膨脹土路塹基床結構防排水系統設計 92
3.3.1 接觸縫和施工縫防水關鍵技術 92
3.3.2 接縫位置防水處理關鍵技術 94
3.3.3 膨脹土路塹邊坡裂隙滲流防排水措施 96
3.3.4 毛細水上升時基底防排水措施 97
3.4 基于 SAWI 層的膨脹土路塹基床結構設計 111
3.4.1 鐵路膨脹土路塹新型基床結構的提出 111
3.4.2 新型 SAWI 層合理參數分析 113
3.4.3 不同地質條件下的新型基床結構型式 118
3.5 本章小結 121
第4章 鐵路路基非飽和膨脹土濕度場--變形場演化規律 122
4.1 飽和/非飽和土滲流-變形耦合模型 122
4.1.1 飽和/非飽和土滲流理論 123
4.1.2 非飽和土滲流-變形耦合模型 126
4.1.3 非飽和膨脹土滲流特征模型 131
4.2 新型基床結構防排水效果對比與評價 134
4.2.1 路基結構計算參數確定 134
4.2.2 計算結果分析與對比 136
4.3 膨脹土地基浸水響應試驗 143
4.3.1 膨脹土地基現場浸水試驗 143
4.3.2 膨脹土地基浸水響應數值驗證 146
4.4 鐵路膨脹土地基滲流-變形耦合動態響應 150
4.4.1 計算模型及材料參數 150
4.4.2 計算結果分析與討論 151
4.5 不同服役條件下膨脹土地基變形場演化規律 153
4.5.1 膨脹土類別對膨脹土地基變形場的影響 153
4.5.2 降雨強度對膨脹土地基變形場的影響 155
4.5.3 地下水位對膨脹土地基變形場的影響 157
4.5.4 路基高度對膨脹土地基變形場的影響 159
4.6 基于 SAWI 層基床結構抗變形性能驗證 160
4.6.1 數值分析模型建立與模擬 161
4.6.2 計算結果對比與分析 161
4.6.3 非對稱滲漏條件下 SAWI 層變形分布特征 162
4.7 本章小結 164
第5章 高鐵膨脹土路塹基床結構換填厚度的確定 166
5.1 基于強度控制的路塹基床換填厚度 166
5.1.1 路基面設計應力幅值 166
5.1.2 動應力沿基床深度的分布規律 168
5.1.3 膨脹土路塹基床換填厚度計算 170
5.2 基于應變控制的路塹基床換填厚度 171
5.2.1 基于應變控制確定基床換填厚度的步驟 171
5.2.2 膨脹土路塹基床換填厚度計算 171
5.3 基于膨脹力平衡控制的膨脹土路塹基床換填厚度 174
5.3.1 大面積全封閉防水層對膨脹土濕度變化的影響 174
5.3.2 膨脹土路塹基床換填厚度計算 177
5.4 基于微膨脹變形控制的路塹基床換填厚度 179
5.5 膨脹土路塹基床換填厚度綜合分析 180
5.6 本章小結 181
第6章 膨脹土路塹基床結構足尺模型激振試驗 182
6.1 模型試驗方案設計 182
6.1.1 試驗對象與模型設計 182
6.1.2 監測元器件布置與埋設 184
6.1.3 動載模擬與加載方案 185
6.2 中|強膨脹土路塹基床模型試驗結果分析 188
6.2.1 不同換填厚度基床動力特性分析 188
6.2.2 不同服役環境下基床動力特性分析 193
6.3 弱|中膨脹土路塹基床模型試驗結果分析 203
6.4 膨脹土路塹基床結構防水效果檢驗 207
6.5 基床動力參數受服役環境影響內因分析 208
6.6 基于模型試驗成果的基床換填厚度優化 209
6.7 本章小結 210
第7章 云桂鐵路膨脹土路塹基床現場激振試驗 211
7.1 試驗段概況與方案設計 211
7.2 新型基床防水結構層施工 214
7.3 試驗加載方案與測試系統 217
7.3.1 動力加載參數 218
7.3.2 數據采集系統 224
7.3.3 試驗環境條件 225
7.4 試驗結果分析 226
7.4.1 不同工況下基床動應力分析 226
7.4.2 不同工況下基床振動速度分析 230
7.4.3 不同工況下基床加速度分析 233
7.4.4 不同工況下基床沉降變形分析 235
7.4.5 不同基床防排水措施隔水效果分析 237
7.4.6 防水結構層抵抗自然營力作用性能檢驗 240
7.5 本章小結 241
第8章 環境與動載共同作用下膨脹土路基服役性能演變規律 243
8.1 全比尺軌道-路基-地基系統動力試驗模型 244
8.1.1 試驗模型設計及填筑標準 244
8.1.2 測試斷面及元器件布設 246
8.1.3 列車循環荷載及加載系統 247
8.1.4 路基服役環境模擬及實現 248
8.2 循環荷載與服役環境共同作用下路基動態性能演變規律 250
8.2.1 路基系統動態土壓力變化規律 250
8.2.2 路基系統振動速度變化規律 256
8.2.3 路基系統振動加速度變化規律 266
8.2.4 新型基床 SAWI 層防滲效果評價 276
8.3 有砟軌道-路基-地基系統動力性能數值仿真 278
8.3.1 有砟軌道路基結構參數及動力性能評價指標 278
8.3.2 三維軌道-路基-地基系統數值計算模型 279
8.3.3 計算結果對比及驗證 285
8.3.4 膨脹土路塹新型基床結構動力行為分布特征 292
8.3.5 SAWI 層參振作用對基床動力性態的影響分析 297
8.4 本章小結 304
第9章 高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞規律及動力穩定性分析 307
9.1 有砟軌道-路基-地基系統動力現場試驗 307
9.1.1 現場試驗方案設計 308
9.1.2 有砟軌道-路基-地基系統荷載傳遞特征 311
9.2 有砟軌道-路基-地基系統共振特性分析 315
9.2.1 不同激振頻率下的路基振動響應時頻特征 316
9.2.2 軌道-路基-地基系統的共振特性 322
9.3 高速鐵路膨脹土路基荷載傳遞預測模型 327
9.3.1 路基動應力沿深度衰減預測模型 327
9.3.2 振動速度沿深度衰減預測模型 332
9.3.3 振動加速度沿深度衰減預測模型 333
9.4 高速鐵路膨脹土路基動力穩定性分析 334
9.4.1 路基動力穩定性分析方法 335
9.4.2 路基填料及地基土動力穩定性參數 337
9.4.3 基于預測模型的膨脹土路塹基床換填厚度的討論 341
9.5 膨脹土路塹基床長期動力穩定性評價方法及應用 345
9.5.1 修正臨界動應力法評價膨脹土路塹基床動力穩定性 346
9.5.2 修正振動速度法評價膨脹土路塹基床動力穩定性 350
9.6 本章小結 365
第10章 高速鐵路膨脹土路基系統可靠度分析方法 368
10.1 巖土工程可靠度基本理論 369
10.1.1 可靠度基本理論 369
10.1.2 巖土性能參數的不確定性 371
10.1.3 工程結構可靠度計算方法 377
10.2 基于動應力控制的膨脹土路基可靠度計算 386
10.2.1 基于動應力控制的路基穩定性計算模式 386
10.2.2 基于動應力極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 389
10.3 基于動變形控制的膨脹土路基可靠度計算 399
10.3.1 基于動變形控制的路基穩定性計算模式 399
10.3.2 基于動變形極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 404
10.4 基于地基承載力控制的膨脹土路基可靠度計算 409
10.4.1 基于地基承載力控制的路基穩定性計算模式 409
10.4.2 基于地基承載力極限狀態的膨脹土路基可靠度計算 414
10.4.3 考慮變量相關的膨脹土地基承載力可靠度計算 418
10.5 高速鐵路膨脹土路基可靠度對比分析 425
10.5.1 膨脹土路基可靠度對比分析 425
10.5.2 關于鐵路路基目標可靠度的討論 426
10.6 高速鐵路膨脹土路基系統可靠度計
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