高速铁路路基冻胀机理及控制技术

本书以现场实测、室内试验、数值模拟及理论分析为手段，在季节性冻土区路基冻胀的基本规律、粗颗粒土填料冻胀机理、路基冻胀与无砟轨道平顺性的相互作用关系等方面开展了研究，提出了适用于季节性冻土区的高速铁路路基冻胀综合监测系统及防控技术。
本书共分6章。第1章介绍了季节性冻土的基本特征、季节性冻土冻胀防治的工程措施及高速铁路无砟轨道路基结构及标准；第2章以东北某高速铁路为例介绍了季节性冻土区高速铁路路基冻胀规律；第3章介绍了高速铁路路基填料的冻胀机理；第4章介绍了路基冻胀与无砟轨道平顺性相互作用关系模型及管理标准；第5章介绍了季节性冻土区高速铁路路基防冻胀新结构与新材料；第6章介绍了高速铁路路基冻胀综合监测及维护系统。
本书可供从事铁道工程、岩土地震工程的广大设计、科学研究人员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考用书。

第1章 绪论
1.1 季节性冻土的基本特征
1.1.1 我国季节性冻土的分布特征
1.1.2 冻土的工程特性
1.1.3 土体冻胀理论及其发展
1.2 季节性冻土冻胀防治的工程措施
1.2.1 季节性冻土的自然区划
1.2.2 土体冻胀的分类
1.2.3 铁路路基的防冻胀结构
1.2.4 冻胀病害及防治措施
1.3 高速铁路无砟轨道路基结构及标准
1.3.1 季节性冻土区无砟轨道结构形式
1.3.2 高速铁路无砟轨道路基结构
1.3.3 高速铁路无砟轨道路基的控制标准
第2章 季节性冻土区高速铁路路基冻胀规律
2.1 季节性冻土区高速铁路基本情况
2.2 东北某高速铁路路基冻胀综合监测体系
2.2.1 监测断面的选择
2.2.2 传感器的选择
2.2.3 传感器的布置
2.3 东北某高速铁路路基的冻胀时空特征
2.3.1 冻结深度的变化规律
2.3.2 冻胀的变化规律
小结
第3章 高速铁路路基填料的冻胀机理
3.1 土体冻胀规律与理论发展现状
3.1.1 细颗粒土冻胀理论及其发展
3.1.2 粗颗粒土冻胀研究发展现状
3.2 高速铁路路基级配碎石的冻胀试验
3.2.1 级配碎石的持水性能
3.2.2 细颗粒土对填料渗透系数的影响
3.2.3 上覆荷载对冻胀的影响
3.3 高速铁路路基土体的冻胀试验
3.3.1 土的密实度
3.3.2 填料的渗透性
3.3.3 含水率
3.3.4 细颗粒含量
3.3.5 细颗粒填充率
3.3.6 开敞系统与封闭系统
3.4 高速铁路路基填料结构状态与水分分布特征分析
3.4.1 CT技术在岩土工程中的应用
3.4.2 细颗粒土级配碎石的CT三维重构
3.4.3 微冻胀填料结构状态与水分分布特征分析
3.5 粗颗粒土簇团理论研究
3.5.1 试验概况
3.5.2 细颗粒土分布特征
3.5.3 细颗粒土簇团对冻胀的影响
3.6 基于数值计算的微冻胀填料冻胀模型研究
3.6.1 基于MATLAB平台的有限容积法
3.6.2 基于数值计算的微冻胀填料建模
3.6.3 微冻胀填料温度场研究
3.6.4 微冻胀填料水分场研究
3.6.5 不同条件下微冻胀填料冻胀机理分析
3.7 微冻胀填料理论模型
3.7.1 广义克拉珀龙方程、冻土吸力、未冻水含量
3.7.2 冻结过程中的水、热扩散方程
3.7.3 模型简化与分凝冰生长机理
3.7.4 微冻胀填料冻胀过程分析
3.7.5 考虑上覆荷载抑制作用的冻胀计算模型
小结
第4章 路基冻胀与无砟轨道平顺性相互作用关系模型及管理标准
4.1 无砟轨道–路基结构冻胀模型
4.1.1 路基结构分层冻胀模型
4.1.2 路基结构离散元模型
4.1.3 无砟轨道–路基冻胀计算模型
4.2 路基冻胀传递模型
4.2.1 路基冻胀的基本波形
4.2.2 无砟轨道–路基冻胀激励模型
4.3 路基冻胀对无砟轨道的影响
4.3.1 CRTSⅠ型板式无砟轨道
4.3.2 CRTSⅢ型板式无砟轨道
4.3.3 双块式无砟轨道
4.4 无砟轨道路基冻胀管理标准
4.4.1 路基冻胀管理标准的确定方法
4.4.2 无砟轨道路基冻胀管理建议值
小结
第5章 季节性冻土区高速铁路路基防冻胀新结构与新材料
5.1 设计原则
5.1.1 防冻胀结构设计原则及流程
5.1.2 防冻胀结构形式
5.2 路基冻结深度计算方法
5.2.1 国外路基冻结深度计算方法
5.2.2 国内铁路以外其他行业冻结深度确定方法
5.2.3 严寒地区高速铁路无砟轨道路基冻结深度计算方法
5.3 级配碎石标准划分及渗透性级配碎石研究
5.3.1 级配碎石配比流程
5.3.2 级配碎石标准划分
5.4 掺水泥级配碎石
5.4.1 级配碎石制备方法
……