寒区铁路含冰率对碎石集料强度及变形特性影响试验研究

• 作者: 黎旭 严颖 季顺迎
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 寒区铁路 含冰率 单轴压缩 力学性能
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 轨道与基础|Track and Foundation
• 页码范围: 697-705
• 页数: 9页
• 分类号: U213.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210286

摘要

在寒区冰冻条件下,道砟间的冻结现象将加剧冻结道床与轨枕、路基相互作用的复杂性,给冬季有砟轨道的安全运行带来较大挑战.为探究寒区有砟轨道中冻结道床的强度和变形特性,制备不同含冰率下碎石集料试样并进行室内低温单轴压缩试验,讨论含冰率对冻结试样应力应变曲线、强度及变形特性的影响.为表征冻结试样峰后脆性特征,定义强度衰减系数,该系数随着含冰率的增大而降低,两者关系可用幂函数表示.研究结果表明:较低加载速率下,冻结试样应力应变曲线均为应变软化型.随着含冰率的增大,曲线屈服阶段增大,峰后塑性特性增强,应变软化特征更加明显.在失效模式上随着含冰率的增大,试样由脆性破坏转为轴向劈裂的韧性破坏.高含冰率下道砟接触界面的冻结强度显著提升,会加剧冻结试样中道砟颗粒的劣化破碎行为.含冰率对力学性能有显著影响,抗压强度和有效弹性模量随含冰率的增加而增大,含冰率与抗压强度的关系可用指数函数来表示,与有效弹性模量呈近似线性关系,基于强度衰减法可估计冻结碎石料的残余强度.研究成果不仅对寒区铁路冻结道床的力学特性探究具有重要工程应用价值,也能为冰-石冻结混合体的力学行为研究提供可靠试验依据.