【博士】紅層泥巖及其改良土填筑高速鐵路路基適應(yīng)性及工程技術(shù)研究【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　我國(guó)西南、西北、中南及東南地區(qū)均有廣泛的紅層分布。紅層泥巖作為一種特殊材料，其顆粒易破碎、強(qiáng)度低、遇水后易崩解與軟化，表現(xiàn)出與一般填料不同的工程力學(xué)性質(zhì)，使得這些地區(qū)的鐵路建設(shè)面臨著優(yōu)質(zhì)填料嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題。目前，我國(guó)鐵路建設(shè)處于高速發(fā)展期，《國(guó)家中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》也進(jìn)行了調(diào)整，計(jì)劃到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程擴(kuò)大到12～13萬(wàn)公里，增加了2．9萬(wàn)公里。截止目前，已完成7．5萬(wàn)公里的建設(shè)，還差5．4萬(wàn)公里鐵路待建，其中相當(dāng)一部分線路需經(jīng)過(guò)紅層地區(qū)。如果能使紅層材料用于高速鐵路路基填筑，則可節(jié)省大量工程投資，同時(shí)減少大量的棄方，保護(hù)環(huán)境，具有顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益?！　〉こ探鐚?duì)紅層泥巖能否用作高速鐵路路基填料存在很大爭(zhēng)議。由于對(duì)紅層泥巖材料工程性質(zhì)的研究相對(duì)缺乏，加上采用不合理的路基結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)指標(biāo)，紅層泥巖土路堤常常出現(xiàn)沉陷、開(kāi)裂、邊坡垮塌與剝蝕、表層松散、承載力不足等病害。因?yàn)楦咚勹F路對(duì)路基強(qiáng)度、變形要求很高，路基填料應(yīng)具有易壓實(shí)、密度大、強(qiáng)度高、變形小、穩(wěn)定性和耐久性好、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，所以有人認(rèn)為紅層材料的水穩(wěn)定性問(wèn)題不好解決，建議高速鐵路路基不能采用紅層材料填筑；有人建議只能采用紅層泥巖改良土填筑高速鐵路路基?！　⊥瑫r(shí)也有人從我國(guó)鐵路低成本建設(shè)的國(guó)情出發(fā)，試圖在現(xiàn)有高速鐵路路基設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下，通過(guò)詳細(xì)研究紅層泥巖的工程性質(zhì)，合理設(shè)計(jì)與嚴(yán)格施工，揚(yáng)其長(zhǎng)避其短，解決紅層泥巖填筑高速鐵路路基的適應(yīng)性與工程技術(shù)問(wèn)題?！　】蒲许?xiàng)目“遂渝線無(wú)砟軌道線下工程關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)研究”與“達(dá)成鐵路紅層泥巖路基基床動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)研究”就是在這種背景下立項(xiàng)并開(kāi)展的?！　∵^(guò)去針對(duì)紅層的研究主要集中在紅層工程地質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)特性、巖體力學(xué)特性、風(fēng)化等內(nèi)容，而有關(guān)紅層泥巖土路用性能的研究相對(duì)較少。近年來(lái)，紅層泥巖土路用性能研究相繼得到開(kāi)展，主要包括紅層泥巖的崩解特性、礦物成分、膠結(jié)物質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、滲透性與壓實(shí)工藝等，而關(guān)于紅層泥巖土的動(dòng)力特性、紅層泥巖土用作基床底層填料的研究則屬空白。本文結(jié)合上述兩個(gè)科研項(xiàng)目，在詳細(xì)調(diào)研紅層泥巖研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)大量的土工試驗(yàn)詳細(xì)掌握紅層泥巖及其改良土的壓實(shí)特性、動(dòng)靜力學(xué)特性及水穩(wěn)定特性等，通過(guò)對(duì)比，找出紅層泥巖與常用路基填料的異同點(diǎn)；在高速鐵路路基設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下并結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，對(duì)紅層泥巖路基進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；通過(guò)路基離心模型試驗(yàn)、路基現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)、路基現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)加載試驗(yàn)以及數(shù)值計(jì)算等手段詳細(xì)掌握紅層泥巖及其改良土路基的動(dòng)態(tài)工作性能、沉降特性、穩(wěn)定性等，驗(yàn)證并改進(jìn)紅層泥巖路基設(shè)計(jì)技術(shù)；在試驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)提出系統(tǒng)的紅層泥巖土路基的關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)、施工技術(shù)與改良工藝等；最終總結(jié)出合理使用紅層泥巖填筑高速鐵路路基的整套技術(shù)體系，希望為紅層泥巖在高速鐵路路基工程中的推廣應(yīng)用提供有力參考?！　”疚牡难芯?jī)?nèi)容與結(jié)論主要包括10個(gè)方面?！　?

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