循环载荷作用下级配碎石力学特性试验研究

发布时间：2021-10-20 07:21

　　级配碎石广泛应用于铁路和公路路基,本文以提高路基服役性能、完善路基结构优化设计为研究目的,通过循环载荷作用试验,分析了不同频率以及不同幅值下级配碎石变形、破碎规律,建立了频率、幅值与级配碎石累积变形、回弹模量等力学参数间的关系。结果表明,载荷频率是影响级配碎石变形特性的主要因素;低频作用下,级配碎石破碎度随着载荷频率的增加而降低,这主要与载荷作用时间有关,而随着载荷幅值的增加,级配碎石破碎度呈增长的趋势。此外,不论在载荷频率还是幅值影响下,级配碎石回弹模量与累积变形间总呈正相关关系,然而,当以载荷频率为试验影响因素时,级配碎石累积变形、回弹模量均随破碎度的增加而减小,与载荷幅值为影响因素下的变化规律恰恰相反,这主要与载荷作用形式以及颗粒破碎形式有关。 

【文章来源】：实验力学. 2020,35(04)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

试验级配曲线图

依据图1试验级配曲线,对各粒径区间碎石进行配比,级配碎石总质量为1000g。试验采用内径100mm、高220mm的缸筒作为试样容器,将级配碎石置于缸筒中,经振动压实后通过MTS-816伺服试验机进行循环载荷加载试验,图2(a)为试验仪器示意图。经参考相关试验研究发现,级配碎石试样状态一般约在循环6000次后达到稳定[20-22],因此本文循环次数设为6000次[5]。试验采用力控制进行加载,输出应力波形为正弦波,如图2(b)所示,图中σmax表示应力波最大值;σmin表示应力波最小值;σd表示载荷幅值;T表示周期[5]。据相关研究[23-26],目前列车轨枕以及道砟受到的压强大小为100～500kPa,因此应力波最小值设为120kPa,应力波最大值即为载荷幅值与应力波最小值之和。试验频率一般为0～5Hz,具体试验方案如表1所示。表1 试验方案Tab.1 Experiment scheme 试样编号 级配编号 载荷幅值/kPa 载荷频率/Hz 1-0.25-500 1 500 0.25 1-0.25-200 1 200 0.25 1-0.25-300 1 300 0.25 1-0.25-800 1 800 0.25 1-0.1-500 1 500 0.1 1-0.15-500 1 500 0.15 1-0.4-500 1 500 0.4

表2为循环加载后,不同级配碎石下各粒径区间的颗粒质量变化数据表(表中数据单位为g,变化量均以加载后某粒径区间颗粒质量减对应的加载前颗粒质量为计算公式进行计算),图5为不同频率下应力波形示意图。由表2得出了不同频率下级配碎石破碎度变化曲线,如图6所示。图4 级配碎石变形参数随频率的变化曲线

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3446490