神朔铁路位于我国北方季冻性冻土区,受季节交替变化及重载列车荷载作用,路基常出现不均匀冻胀、融沉以及翻浆冒泥等病害,列车行驶安全受到严重威胁。因此,开展重载列车荷载作用下基填料的力学特性与冻融循环关系的研究,将对我国季节冻土区道路工程的建设及神朔铁路路基病害的治理提供理论依据。本文以神朔铁路路基填料(低液限粉土)以及其改良填料为研究对象,根据室内三轴试验的结果,分析了路基填料及其改良填料的静、动强度特性的变化规律;在此基础上,根据有限元理论对重载列车荷载作用下季节冻土区路基的变形进行预测,主要的研究成果包括以下几个方面:(1)通过现场调查及路基填土的基本物理性质试验,分析神朔铁路路基冻害的特点,从土质、水分、温度等方面总结冻害产生的原因,并确定了神朔铁路路基填土的基本物理性质,将路基填料定名为低液限粉土。(2)路基填料的静三轴试验结果表明,最优含水量时土体的应力应变关系随着围压增大从软化特性变为硬化特征;当围压相同时,含水率越高其剪切强度越小;随着围压的增大,其强度逐渐增大。经冻融循环后,路基填料的强度基本呈现逐渐降低趋势,但一般在冻融循环5次后其强度逐渐趋于稳定,降幅约为9%。(3)路基填料的动三轴试验结果表明,常温条件下该细颗粒土的阻尼比和等效剪切模量都随动应力的增大而逐渐减小并趋于稳定,其稳定值分别约为0.4和150MPa,但动荷载作用次数对其影响较小。经冻融循环后,土的动粘聚力降低约10%而动内摩擦角稍微有所增大,但等效剪切模量有所降低。(4)低液限粉土掺入TGH固化剂后,其静、动三轴试验结果表明,TGH固化剂改良土的静、动强度均有显著提高;TGH固化剂的最优掺和比为2%,此时改良土的静强度提升约40%,等效剪切模量提高30%,但其阻尼比相对变化较小。(5)根据试验结果,在既有Hardin-Drnevich模型、Davidenkov模型基础上,建立了冻融循环后路基填料的动力本构模型,并对两种模型进行了对比分析。(6)采用有限元分析方法,对神朔铁路路基在重载列车荷载作用下的变形进行了预测,并对不同工况下路基的变形进行了对比分析。图104幅,表22个,参考文献81篇