[发明专利]一种模拟列车动载下土体变形特性的测试方法及其装置

摘要

本发明公开了一种模拟列车动载下土体变形特性的测试方法及其装置，通过对以往传统一维静力固结仪的改造，使其可以施加轴向动力循环荷载，便于开展列车动载与侧限条件下土体轴向压缩变形量化分析，求得土体的等效动力压缩曲线与经验动力固结方程，进一步推算土体的等效动力变形参数，并通过多组试样同时试验来满足大规模工程实践的需求。相比于以往利用动三轴仪、空心圆柱扭剪仪等传统岩土工程室内动力测试方法，本发明所公开的上述测试方法及其装置，结构简单、生产制造成本合理，测试方法操作快捷、结果数据稳定性好，为铁路地基动力长期沉降的准确计算与设计奠定了基础。

主权项

一种模拟列车动载下土体变形特性的测试方法，其特征在于，采用模拟列车动载下土体变形特性的测试装置实现，技术步骤如下：(1)制备标准尺寸的原状试样或者重塑试样，需要饱和时，按规定进行抽气饱和；(2)在模拟列车动载下土体变形特性测试装置的固结容器内放置护环，在护环内放置透水石，将试样两侧贴上滤纸，环刀刃口向下放入护环内，并依次放上透水石和加压盖板，最后将固结容器置于活动顶板上，安装位移传感器与液压动力加载系统；(3)打开TSDI动力固结试验系统，施加1kPa预压荷载，使得试样与仪器上下各部分之间接触良好，并将各试样的位移传感器位移清零；(4)依据取样深度与路堤初始高度，计算土体在经历列车动载前的竖向应力水平式中γi为第i层土的重度，di为第i层土的厚度，Kz为条形荷载下地基土竖向附加应系数，p为路堤等效均布矩形荷载值，并在TSDI动力固结试验系统中输入，来模拟试样在列车服役期前的原始应力状态；(5)待原始竖向应力σz0加载24h或是每间隔1小时变形小于0.01mm时，记录此时的位移传感器读数Δh0，并将位移传感器位移清零；在TSDI动力固结试验系统中输入各级动力荷载的幅值pd、频率f参数，开始长期动力循环荷载的施加；(6)动力加载过程中，TSDI动力固结试验系统依据试样的相关初始参数，自动同步显示Δh‑t、Δh‑pd与e‑pd的曲线变化，Δh为本级动力荷载下土体的变形量，e为本级动力荷载下土体的孔隙比，t为本级动力荷载的加载时间，并记录相关的数据，待各级动力荷载下试样的动力塑性累积变形都满足稳定标准后，自动加载下一级荷载；(7)动力加载结束后，依据公式等效动力压缩模量和经验动力固结方程TSDI动力固结试验系统自动给出各试样的动力变形相关参数，式中Pdi为第i级动力荷载的幅值，h为第一级动力荷载下土体的塑形累积变形量，h0为试样的初始高度，hi为第i级动力荷载下土体的稳定位移，a和b是经验动力固结曲线的拟合参数。