振陷災變時紅粘土路基的能量耗散研究

《振陷災變時紅粘土路基的能量耗散研究》是依託中南大學，由楊小禮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：振陷災變時紅粘土路基的能量耗散研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊小禮
• 依託單位：中南大學

項目摘要

伴隨著滬昆高速鐵路的修建，在列車振動載荷作用下，不可避免地涉及紅粘土的振陷災變問題, 而廣布紅粘土的湖南貴州等省是滬昆高鐵的必經之地，因此對於紅粘土路基性質的研究十分有必要。本課題依據室內試驗結果，確定紅粘土強度非線性特性、確定紅粘土應變局部化特性、確定紅粘土應變軟化特性。在考慮水對紅粘土力學特性的影響後，通過理論分析與計算建立紅粘土路基的地質災變模型。根據該模型計算紅粘土路基災變時的能量耗散，計算外力的功和內能沿著破壞面的耗散功，獲得紅粘土路基振陷災變極值，提出紅粘土路基的隔振措施。根據得出的相關結論揭示高速列車荷載作用下紅粘土路基的地質災變機理，並考慮連續降雨和滲流對紅粘土路基振陷災變的影響。通過實際紅粘土路基工程檢驗該成果的正確性。研究成果對高速列車的交通安全具有重要意義。

結題摘要

隨著我國高速鐵路的快速發展，列車振動引起的路基災變問題引起了人們廣泛的關注。已有的研究成果得出：小振幅長時振動與大振幅短時振動具有相同的作用效果。由於高速列車引起的長期振動作用，路基土產生嚴重的附加沉降，從而引起路基的振陷災變。高速列車長持時振動引起的路基振陷問題是高速鐵路建設中的關鍵問題。高速鐵路作為重大的工程建設項目，在其修建還必須考慮路基土振陷問題，以確保高速鐵路的安全運營,因此對於紅粘土路基性質的研究十分有必要。 本課題的研究對象是湖南典型的高速鐵路紅粘土路基，對在長期的列車振動荷載下的振陷災變進行研究，而廣布紅粘土的湖南貴州等省是滬昆高鐵的必經之地。通過理論分析、大量的室內實驗和數值模擬相結合的研究方法，揭示紅粘土路基的振陷災變機理，建立振陷災變時的能量計算方法。課題組將通過室內土工試驗結果確定紅粘土非線性破壞時的強度曲線，尤其是確定應變局部化形成條件，以及紅粘土軟化後的力學特性。提出能描述應變局部化後能量耗散的新模型，揭示紅粘土振陷時的路基災變機理。在此基礎上建立能模擬紅粘土振陷災變的能量耗散方法。進而提出對實際工程具有指導意義的相關理論，通過示範性工程，檢驗新模型的可靠性與實用性。 公開發表43篇期刊論文(其中35篇SCI，6篇EI，2篇CSCD)。授權12項專利。獲得省部級獎勵5項、省優秀碩士論文獎1項。其中2篇論文入選ESI高倍引論文。研究成果具有重要的科學價值和工程套用價值，對高速列車的交通安全具有重要意義，具有廣闊的套用前景。