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摘要
铁路路基建设需要经过泛红砂岩地区，红砂岩路基的稳定性对列车安全起到至关重要的作用。为研究列车荷载对红砂岩粗粒土动力特性以及颗粒破碎的影响，采用室内大型动静三轴试验系统，开展动力荷载下的红砂岩试样动力响应测试，分析了粒径大小、加载次数对轴向应变、动力软化以及颗粒破碎的影响。根据动力破碎三轴试验结果，构建了动力作用下的颗粒破碎模型，并对模型进行了验证。研究结果表明：在加载次数一定的条件下，颗粒粒径越大对应的轴向应变越大；颗粒粒径越小，越早完成颗粒破碎及土体结构调整。粗粒土软化曲线呈半对数关系，颗粒粒径越大，软化系数越小。动力荷载下，大粒径颗粒主要演化为下一级粒径颗粒和细小粒径颗粒，破碎形式为研磨，存在一个极限破碎级配。根据动力破碎试验建立了动力破碎的概率密度函数f,构建了动力条件下的颗粒破碎模型。该模型能够较好的模拟动力作用下的颗粒破碎过程。Marsal颗粒破碎率Br与颗粒破碎模型中的死亡率Ps-t呈线性关系。研究结果能为铁路路基工程相关设计提供一定的理论参考价值。
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单位中南大学; 湖南高速铁路职业技术学院; 土木工程学院
