重載鐵路水泥改良膨脹土路基填料動彈模量及阻尼比研究*

商擁輝 徐林榮 黃亞黎 陳釗鋒

(①黃淮學院建筑工程學院， 駐馬店 463000， 中國)(②中南大學土木工程學院， 長沙 410075， 中國)

0 引 言

重載鐵路運輸已成為我國鐵路現代化發展主要趨勢(張瑞國， 2017)，“十二五”規劃將重載鐵路列入《國家中長期科學和技術發展綱要》優先主題和《鐵路科技發展“十二五”規劃》自主創新領域，“十三五”規劃期間將完成8橫9縱重載鐵路運輸網絡格局，界時重載鐵路總里程將達3×104ikm(胡亞東， 2015； 龔凱等， 2017)。相比普通鐵路和高速鐵路而言，“億萬”次循環列車荷載作用下重載鐵路路基動力與變形特征更加突出，影響路基結構正常服役及列車運營安全(高芒芒等， 2016)。目前，我國缺乏在膨脹土地區修建重載鐵路的實踐與經驗，水泥改良膨脹土能否滿足重載鐵路長期工作性能亟待研究。由以往鐵路工程實踐來看，中國膨脹土地區既有鐵路線路基的完好率僅達到25%(Qiu et al.，2017)，全球每年因膨脹土路基工程經濟損失初步估計超過100×108美元(楊果林等， 2016)，膨脹土工程問題已成為一個國際性技術難題。路基填料在靜載作用下能保持穩定，但在循環動載作用下其強度將逐漸降低，變形隨之發展，導致線路使用功能降低甚至破壞(郭抗美等， 2017)。因此，開展重載鐵路循環列車荷載作用下水泥改良膨脹土路基填料的動力特性研究，已經成為我國鐵路科技工作者面臨的重大課題之一。

動模量和阻尼比是表征土動力特性的兩個重要參數(李瑞寬等， 2018)，兩者均隨應變幅值的變化而變化(Kumar et al.，2017)。路基填料在列車荷載作用下動應力-應變關系可用黏彈性模型模擬，涉及動力參數主要包括動模量和阻尼比(莫文瑜， 2015)。……