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基于SmartRock传感技术的道砟静力循环平板载荷试验研究
1
作者 王家全 张涛艺 +1 位作者 黄世斌 唐毅 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期123-130,共8页
基床道砟在交通荷载重复作用下的位移变形机制尚不清晰,为了研究道砟在静力循环荷载作用下的沉降规律和道砟颗粒的位移旋转特性,利用自行设计的静力循环平板试验模型装置,对道砟填料开展不同幅值下的静力循环平板载荷试验,结合SmartRoc... 基床道砟在交通荷载重复作用下的位移变形机制尚不清晰,为了研究道砟在静力循环荷载作用下的沉降规律和道砟颗粒的位移旋转特性,利用自行设计的静力循环平板试验模型装置,对道砟填料开展不同幅值下的静力循环平板载荷试验,结合SmartRock无线传感器技术分析道砟层不同位置颗粒接触变形特性,揭示循环加卸载过程中道砟沉降及旋转特性。结果表明:低、中、高3种幅值下的累积塑性变形分别为2.92、3.91、12.37 mm,且低幅值和中幅值工况的累积塑性变形量为高幅值工况的22.94%、30.71%,表现为道砟承载塑性变形对基底高压力敏感性高;建立峰值沉降量与循环次数和荷载幅值之间数学模型,可较好预测经过多次循环后道砟的峰值沉降量;在静力循环加卸载过程中,低幅值和中幅值工况的x、y轴转角的最大值分别为高幅值工况的22.19%、34.90%和32.45%、39.55%,颗粒绕x、y轴转动的概率远大于z轴,在一个方向的转动响应弱,必然会在另一个方向的转动响应强,且循环荷载作用是道砟填料磨损严重的重要原因之一。 展开更多
关键词 静力循环 平板载荷试验 道砟 SmartRock传感器 沉降规律
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基于数字图像分析的土工合成材料加筋砂土拉拔试验研究 被引量：3
2
作者 王家全 祁航翔 +1 位作者 林志南 唐毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3259-3269,共11页
由于加筋土界面作用的复杂性,加筋土工程建设中铺设土工格栅时往往采用经验的方法,很大程度上造成了土工格栅的浪费及工程安全隐患,理清不同填料筋土界面作用的影响范围,有助于确定加筋土结构的合理加筋间距。为了揭示不同填料筋土界面... 由于加筋土界面作用的复杂性,加筋土工程建设中铺设土工格栅时往往采用经验的方法,很大程度上造成了土工格栅的浪费及工程安全隐患,理清不同填料筋土界面作用的影响范围,有助于确定加筋土结构的合理加筋间距。为了揭示不同填料筋土界面作用的影响范围,采用4种不同类型的砂土与格栅在不同法向应力下进行了一系列的拉拔试验,并结合数字图像量测技术,分析了不同类型砂土下界面剪切带厚度、颗粒位移矢量、格栅拉拔阻力峰值及应变等演变规律。研究表明:界面剪切带厚度H随法向应力σv与砂土平均粒径d50的增加而增大,通过多变量拟合的方法,得到了H、σv与d50三者之间的函数表达式;格栅在拉拔过程中,砂土颗粒位移矢量以土工格栅为界有着显著的差别,格栅上部的颗粒位移矢量明显大于下部颗粒,且在格栅上下一定范围内会形成颗粒位移矢量集中带;拉拔阻力峰值随σv及d50的增加而增大;不同类型砂土各区段的格栅应变均表现出由前向后依次递减的趋势。 展开更多
关键词 砂土类型 拉拔试验 格栅应变 界面剪切带 位移矢量
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基于灰色理论的加筋砾性土累积应变及动力特性分析 被引量：1
3
作者 王家全 董程锋 +1 位作者 周圆兀 林志南 《土木工程与管理学报》 2022年第1期29-34,49,共7页
为探究加筋砾性土在循环荷载作用下的累积应变及动力特性,选取不同围压、动应力幅值和加筋层数工况下对加筋砾性土试样进行固结不排水动三轴试验,采用灰色关联分析(GRA)方法,分别研究加筋砾性土的累积轴向塑性应变、回弹模量与影响因素... 为探究加筋砾性土在循环荷载作用下的累积应变及动力特性,选取不同围压、动应力幅值和加筋层数工况下对加筋砾性土试样进行固结不排水动三轴试验,采用灰色关联分析(GRA)方法,分别研究加筋砾性土的累积轴向塑性应变、回弹模量与影响因素围压、动应力幅值和加筋层数之间的关联度大小。研究表明:加筋砾性土的累积塑性应变随振次的发展趋势符合稳定性增长规律,增大围压和提高加筋层数能够显著减少其累积塑性应变,而较大的动应力幅值将会导致土体的动回弹模量升高,土体的吸能效果降低,不利于抗震;基于GRA理论以及相关度系数计算结果,得出循环荷载作用下影响土体累积塑性应变、回弹模量两者发展规律的优势子因素,且以回弹模量作为加筋砾性土在循环荷载作用下的力学响应性指标能够综合考虑围压、动应力水平及加筋层数的贡献程度,可信度较高。 展开更多
关键词 循环荷载 加筋土 灰色理论 累积塑性应变 动力特性
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基于SmartRock传感技术的含砂道砟直剪试验研究
4
作者 王家全 吴新彪 +1 位作者 董程锋 张涛艺 《岩土力学》 2025年第4期1060-1070,共11页
针对路基填料受细粒污染后研究的不足,对路基填料交界层遭受细粒污染后的含砂道砟(sand-contaminated ballast,SCB)开展了大型直剪试验(direct shear tests,DST)。通过布设无线姿态传感器SmartRock对SCB剪切过程中内部颗粒运动进行监测... 针对路基填料受细粒污染后研究的不足,对路基填料交界层遭受细粒污染后的含砂道砟(sand-contaminated ballast,SCB)开展了大型直剪试验(direct shear tests,DST)。通过布设无线姿态传感器SmartRock对SCB剪切过程中内部颗粒运动进行监测,结果表明:(1)随着空隙脏污指数(void contamination index,VCI)增大,SCB抗剪强度呈下降趋势,脏污会改变道砟抗剪强度的剪应力-剪应变发展模式,通过幂函数回归方程得到了不同脏污程度下混合料抗剪强度包络图;(2)体应变呈现剪缩-剪胀的变化规律,基于幂函数构建的预测模型可准确描述SCB试件剪缩-剪胀过程中的临界剪应变与峰值体应变;(3)嵌入式无限Smrt Rock传感器可以捕捉剪切面单个颗粒的运动规律。通过直剪试验反映了真实散体道床受列车荷载作用时,砟层内部颗粒的运动模式是多维的,与列车行车方向正交面的散粒体道床内部颗粒间相互作用力可由单向剪切作用表征。 展开更多
关键词 直剪试验 砂污染道砟 SmartRock 运动特性
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细粒含量对砾性土路基劣化及静力剪切特性影响
5
作者 张涛艺 王家全 +1 位作者 林志南 唐毅 《岩土力学》 2025年第4期1141-1152,共12页
针对细粒影响砾性土路基静力特性研究的不足,利用GDS三轴测试系统,开展了不同细粒含量和不同有效围压条件下的饱和砾性土固结排水三轴剪切试验,探究了细粒含量对砾性土静力剪切特性的影响。结果表明:(1)随着细粒含量的增加,应力-应变曲... 针对细粒影响砾性土路基静力特性研究的不足,利用GDS三轴测试系统,开展了不同细粒含量和不同有效围压条件下的饱和砾性土固结排水三轴剪切试验,探究了细粒含量对砾性土静力剪切特性的影响。结果表明:(1)随着细粒含量的增加,应力-应变曲线的发展模式由应变软化转为应变硬化,存在细粒含量Fc=15%的临界阈值;(2)细粒的加入导致砾性土的主应力比、脆性指标、峰值强度、黏聚力和内摩擦角下降,而劣化指标上升,其中峰值强度和黏聚力劣化指标与细粒含量的关系可用二次函数描述,内摩擦角劣化指标则可通过三次函数描述;(3)随着细粒含量的增加,临界状态参数下降,有效应力路径呈现折返性,应力路径变短并向左偏移;(4)细粒的加入导致割线模量下降,体积应变-轴向应变曲线由剪缩-剪胀模式变为剪缩模式。 展开更多
关键词 细粒含量 砾性土 三轴试验 力学特性 劣化机制
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