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1、碩士學(xué)位論文凍融環(huán)境下高鐵路基粗粒土填料動(dòng)力特性研究DYNAMICPROPERTIESOFCOARSE-GRAINEDFILLINGSUSEDUNDERHIGH-SPEEDRAILWAYSUBJECTEDTOFREEZE-THAWCYCLES孔祥勛哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TU435學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：624密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文凍融環(huán)境下高鐵路基粗粒土填料動(dòng)力特性研究碩士研究生：孔祥勛導(dǎo)師：凌賢長(zhǎng)教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：土木工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:T
2、U435U.D.C:624DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDYNAMICPROPERTIESOFCOARSE-GRAINEDFILLINGSUSEDUNDERHIGH-SPEEDRAILWAYSUBJECTEDTOFREEZE-THAWCYCLESCandidate：KongXiangxunSupervisor：Prof.LingXianzhangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CivilEngineeringAffiliation：Schoo
3、lofCivilEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高速鐵路以其高速度、低能耗、輕污染等突出特點(diǎn)，成為世界高速交通發(fā)展的潮流。近年來(lái)，我國(guó)寒區(qū)高速鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，在建和已建的寒區(qū)高速鐵路總里程超過(guò)7000km。凍融循環(huán)與列車(chē)荷載聯(lián)合作用下，路基粗粒土填料動(dòng)力特性發(fā)生變化，路基性能受到影響。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)粗粒土動(dòng)靜力特性進(jìn)行了諸多研究，而考慮凍融效應(yīng)的研究還主要集中在粗粒土靜力特性方面，凍融環(huán)境
4、下粗粒土動(dòng)力特性研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，本文依托季節(jié)凍融環(huán)境下高速鐵路工程，針對(duì)路基B組填料，采用室內(nèi)試驗(yàn)與理論分析的方法，對(duì)填料動(dòng)剪切模量、阻尼比、閾值剪應(yīng)變等動(dòng)力參數(shù)及其主要影響因素進(jìn)行了研究。研究成果為可季節(jié)凍土區(qū)高速鐵路路基設(shè)計(jì)提供建議，為路基動(dòng)力響應(yīng)分析提供參考。本文主要研究?jī)?nèi)容與重要成果如下：(1)對(duì)高鐵路基填料進(jìn)行室內(nèi)顆粒分析試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)和凍融時(shí)間指標(biāo)試驗(yàn)，得到填料顆粒級(jí)配曲線(xiàn)、最大干密度與最優(yōu)含水率、試樣凍結(jié)與融化所需時(shí)間參數(shù)，為動(dòng)三軸試驗(yàn)提供必要的控制指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該粗粒土為級(jí)配不良的細(xì)圓礫土，屬于B組填料；其最大干密度和最優(yōu)含水率均隨細(xì)粒含量增加
5、而增大；試樣完全凍結(jié)需要200min，完全融化需要150min。(2)采用GDS動(dòng)三軸儀對(duì)粗粒土填料進(jìn)行了一系列常規(guī)動(dòng)三軸試驗(yàn)，分析了圍壓、凍融循環(huán)次數(shù)、細(xì)粒含量等因素對(duì)動(dòng)應(yīng)力－動(dòng)應(yīng)變關(guān)系、動(dòng)剪切模量和阻尼比的影響。提出了能考慮圍壓、凍融循環(huán)次數(shù)和細(xì)粒含量的路基粗粒土填料動(dòng)剪切模量模型，建立了統(tǒng)一的阻尼比計(jì)算公式。研究發(fā)現(xiàn)：動(dòng)應(yīng)力－動(dòng)應(yīng)變曲線(xiàn)隨圍壓增大而變陡，隨凍融循環(huán)的持續(xù)作用和細(xì)粒含量的增加而變緩；動(dòng)剪切模量隨圍壓增加而增大，隨凍融循環(huán)的持續(xù)作用和細(xì)粒含量的增加而降低；動(dòng)剪切模量隨動(dòng)剪應(yīng)變非線(xiàn)性發(fā)展，其線(xiàn)性閾值剪應(yīng)變處于10-3量級(jí)；不同影響因素下粗粒土的阻尼比相近。(3)
6、對(duì)粗粒土填料短時(shí)動(dòng)力荷載作用下的變形特性進(jìn)行研究，提出了豎向殘余應(yīng)變?cè)隽颗c動(dòng)剪應(yīng)變的冪函數(shù)關(guān)系表達(dá)式，分析了圍壓、凍融循環(huán)次數(shù)、細(xì)粒含量等因素對(duì)填料變形特性的影響。結(jié)果表明：粗粒土填料殘余應(yīng)變隨圍壓增加而降低，隨凍融循環(huán)的持續(xù)作用和細(xì)粒含量的增加而增加；閾值剪應(yīng)變隨圍壓增加而增加，隨凍融循環(huán)的持續(xù)作用和細(xì)粒含量增加而降低；動(dòng)剪應(yīng)變處于10-6~10-5量級(jí)時(shí)，填料開(kāi)始產(chǎn)生殘余變形。-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文關(guān)鍵詞：凍融循環(huán)；粗粒土填料；動(dòng)力特性；動(dòng)三軸試驗(yàn)；低圍壓；高鐵路基-II-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractHigh-speedrailwayisch
7、aracterizedbyitshighspeed,lowenergyconsumptionandlightpollution.Ithasbecomethetrendofhigh-speedtrafficdevelopmentintheworld.Inrecentyears,theconstructionofhigh-speedrailwaysinthecoldregionsofChinahasdevelopedrapidly.Andthetotalmileageofthehigh-spee
