本實(shí)用新型涉及鐵路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

翻漿冒泥是鐵路路基的常見(jiàn)病害，在普通有砟鐵路中也是量最多的路基病害，已有比較成熟的處理方法和措施。而無(wú)砟軌道鐵路路基的翻漿冒泥，目前還處于初步認(rèn)知階段，加快這方面的探索性研究，是扼制其發(fā)展的關(guān)鍵。

無(wú)砟軌道路基翻漿是近年高速鐵路無(wú)砟軌道路基出現(xiàn)的特殊病害形式，因高速鐵路荷載頻率、幅值特征以及無(wú)砟軌道路基結(jié)構(gòu)上的差異而區(qū)別于傳統(tǒng)有砟軌道或公路路基翻漿。無(wú)砟軌道路基翻漿改變了無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的支承條件及傳力路徑，引起縱向上基礎(chǔ)剛度不均勻，成為車(chē)-線(xiàn)系統(tǒng)振動(dòng)的激擾源，加劇列車(chē)對(duì)無(wú)砟軌道路基的動(dòng)力破壞作用。

實(shí)現(xiàn)翻漿冒泥再現(xiàn)是研究其孕育機(jī)理和產(chǎn)生條件的重要手段。目前還未有有效的實(shí)現(xiàn)翻漿冒泥再現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法。受現(xiàn)場(chǎng)條件和不干擾正常運(yùn)營(yíng)所限，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法很難得以有效采用。

綜上所述，開(kāi)發(fā)一種能夠真實(shí)再現(xiàn)翻漿冒泥發(fā)生全過(guò)程的系統(tǒng)和方法具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、操作方便且能夠很好再現(xiàn)軌道路基翻漿冒泥過(guò)程的系統(tǒng)，具體技術(shù)方案是：

一種高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥試驗(yàn)系統(tǒng)，包括與實(shí)際待試驗(yàn)軌道路基的比例尺為1:1的軌道-路基結(jié)構(gòu)模型、高速列車(chē)荷載模擬加載裝置、雨水滴浸裝置以及測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置；

所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型為雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其由下至上依次包括基床層、支撐層和軌道板；

所述高速列車(chē)荷載模擬加載裝置包括作用于所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型上的多個(gè)作動(dòng)器，多個(gè)作動(dòng)器的位置與列車(chē)的車(chē)輪位置排布相同；

所述雨水滴浸裝置包括儲(chǔ)水箱以及支撐層側(cè)面滴水部件和軌道板上鉆孔浸水部件中的至少一種，所述支撐層側(cè)面滴水部件包括位于所述支撐層的兩側(cè)且沿線(xiàn)路方向水平布置的多排滴水管，部分所述滴水管的出水口位于所述支撐層的側(cè)壁的正上方；所述軌道板上鉆孔浸水部件包括豎直設(shè)置且其下端設(shè)有多個(gè)出水小孔的多排進(jìn)水管，所述進(jìn)水管的下端貫穿所述支撐層且位于所述基床層內(nèi)，所述進(jìn)水管的外壁與所述支撐層的接觸部位完全密封；所述滴水管與所述進(jìn)水管均與所述儲(chǔ)水箱連通；

所述測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置包括綜合測(cè)試儀、土體水分傳感器、張力計(jì)、土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器、孔隙水壓計(jì)、超聲波流量計(jì)、包含地質(zhì)雷達(dá)和照相機(jī)的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)、動(dòng)力觸探儀以及獨(dú)立設(shè)置的鉆心取樣機(jī)-混凝土取芯鉆機(jī)，所述土體水分傳感器、張力計(jì)、土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器、孔隙水壓計(jì)、超聲波流量計(jì)、地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)以及動(dòng)力觸探儀均與所述綜合測(cè)試儀連接，所述滴水管和所述進(jìn)水管上均設(shè)有超聲波流量計(jì)；所述動(dòng)力觸探儀與所述作動(dòng)器連接；所述土體水分傳感器和所述張力計(jì)均與所述土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器連接。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型的規(guī)格是：所述基床層、支撐層以及軌道板三者的厚度分別為2700mm、300mm和200mm；所述基床層包括厚度為2300mm的基床下層和厚度為400mm的基床上層；所述軌道板、支撐層以及基床上層上表面三者的寬度分別為2500mm、2700mm和3100mm。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述進(jìn)水管的下端端部低于所述基床上層上表面50-100mm。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述土體水分傳感器、張力計(jì)以及孔隙水壓計(jì)三者的數(shù)量均為6-20。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述土體水分傳感器的數(shù)量為15個(gè)，所述張力計(jì)的數(shù)量為10個(gè)，所述孔隙水壓計(jì)的數(shù)量為16根。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，15個(gè)所述土體水分傳感器的排列方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，每個(gè)小組包含位于500mm位置、200mm位置和400mm位置的三個(gè)土體水分傳感器；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，每個(gè)小組包含位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)土體水分傳感器。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，10個(gè)張力計(jì)的排列方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，每個(gè)小組包含位于500mm位置和200mm位置的兩個(gè)張力計(jì)；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，位于兩側(cè)的兩個(gè)小組分別包含一個(gè)位于50mm位置的張力計(jì)，位于中間的小組包括位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)張力計(jì)。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，16根孔隙水壓計(jì)的排方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，每個(gè)小組包含位于500mm位置、200mm位置和400mm位置的三個(gè)孔隙水壓計(jì)；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組，位于兩側(cè)的兩個(gè)小組分別包含位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)孔隙水壓計(jì)，位于中間的小組包括位于50mm位置、350mm位置和500mm位置的三個(gè)孔隙水壓計(jì)。

應(yīng)用本實(shí)用新型的高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥試驗(yàn)系統(tǒng)，具體是：利用足尺(1：1)軌道-路基動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行翻漿冒泥再現(xiàn)試驗(yàn)，掌握翻漿冒泥的再現(xiàn)試驗(yàn)技術(shù)，真實(shí)再現(xiàn)翻漿冒泥孕育發(fā)生全過(guò)程，并從宏觀(guān)和細(xì)觀(guān)對(duì)翻漿冒泥形成與發(fā)展過(guò)程進(jìn)行持續(xù)觀(guān)測(cè)，揭示高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥的發(fā)生、發(fā)展及變化規(guī)律，探索無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥孕育機(jī)理及產(chǎn)生的閥值條件，為翻漿冒泥防控提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是實(shí)施例1的高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥試驗(yàn)系統(tǒng)的整體連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的局部斷面布置圖；

圖3是圖1的平面布置圖；

圖4是圖3的A-A斷面圖；

圖5是圖3的B-B斷面圖；

圖6a是圖3中位置一的孔隙水壓力大小分布圖；

圖6b是圖3中位置一的含水量大小分布圖；

圖6c是圖3中位置一的基質(zhì)吸力大小分布圖；

圖7a是圖3中位置二的孔隙水壓力大小分布圖；

圖7b是圖3中位置二的含水量大小分布圖；

圖7c是圖3中位置二的基質(zhì)吸力大小分布圖；

圖8a是圖3中位置三的孔隙水壓力大小分布圖；

圖8b是圖3中位置三的含水量大小分布圖；

圖8c是圖3中位置三的基質(zhì)吸力大小分布圖；

圖9a是圖3中位置四的孔隙水壓力大小分布圖；

圖9b是圖3中位置四的含水量大小分布圖；

圖9c是圖3中位置四的基質(zhì)吸力大小分布圖；

圖10a是圖3中位置五的孔隙水壓力大小分布圖；

圖10b是圖3中位置五的含水量大小分布圖；

圖10c是圖3中位置五的基質(zhì)吸力大小分布圖；

圖11a是圖3中位置六的孔隙水壓力大小分布圖；

圖11b是圖3中位置六的含水量大小分布圖；

圖11c是圖3中位置六的基質(zhì)吸力大小分布圖；

其中，1、軌道-路基結(jié)構(gòu)模型，1.1、基床層，1.2、支撐層，1.3、軌道板，1.31、軌道，2、高速列車(chē)荷載模擬加載裝置，2.1、作動(dòng)器，3、雨水滴浸裝置，3.1、支撐層側(cè)面滴水部件，3.11、滴水管，3.2、軌道板上鉆孔浸水部件，3.21、進(jìn)水管，3.3、儲(chǔ)水箱，4、測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置，4.1、綜合測(cè)試儀，4.2、土體水分傳感器，4.3、張力計(jì)，4.4、土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器，4.5、孔隙水壓計(jì)，4.6、超聲波流量計(jì)，4.7、地質(zhì)雷達(dá)，4.8、動(dòng)力觸探儀，4.9、鉆心取樣機(jī)-混凝土取芯鉆機(jī)，5、擋水板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1：

一種高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿冒泥試驗(yàn)方法，包括如下試驗(yàn)系統(tǒng)(詳見(jiàn)圖1)：具體包括與實(shí)際待試驗(yàn)軌道路基的比例尺為1:1的軌道-路基結(jié)構(gòu)模型1、高速列車(chē)荷載模擬加載裝置2、雨水滴浸裝置3以及測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置4。

所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型1為雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型為1:1的足尺模型，其建造材料與尺寸均與實(shí)際待試驗(yàn)軌道路基相同)，其由下至上依次包括基床層1.1、支撐層1.2和軌道板1.3(詳見(jiàn)圖2-圖5)，所述基床1.1、支撐層1.2以及軌道板1.3三者的厚度分別為2700mm、300mm和200mm；所述基床層1.1包括厚度為2300mm的基床下層和厚度為400mm的基床上層；所述軌道板1.3、支撐層1.2以及基床上層上表面三者的寬度分別為2500mm、2700mm和3100mm；軌道板1.3上設(shè)有軌道1.31。

所述高速列車(chē)荷載模擬加載裝置2包括作用于所述軌道-路基結(jié)構(gòu)模型1上的多個(gè)作動(dòng)器2.1，多個(gè)作動(dòng)器2.1的位置與列車(chē)的車(chē)輪位置排布相同(作動(dòng)器布置的間距為列車(chē)輪對(duì)的間距，)。高速列車(chē)荷載模擬加載裝置根據(jù)多個(gè)作動(dòng)器輸出荷載的相位差來(lái)模擬列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的移動(dòng)荷載，可實(shí)現(xiàn)不同軸重，不同速度列車(chē)對(duì)一段路基的作用，荷載模擬加載裝置真實(shí)，可靠。

所述雨水滴浸裝置3(詳見(jiàn)圖1-圖3)包括支撐層側(cè)面滴水部件3.1和軌道板上鉆孔浸水部件3.2中的至少一種以及儲(chǔ)水箱3.3，所述支撐層側(cè)面滴水部件3.1包括位于所述支撐層的兩側(cè)且沿線(xiàn)路方向水平布置的多排滴水管3.11，部分所述滴水管3.11的出水口位于所述支撐層的側(cè)壁的正上方(目的是：滴水管的布置要求保障有一部分水能沿支撐層側(cè)面流下，真實(shí)模擬現(xiàn)實(shí)降雨情況)；所述軌道板上鉆孔浸水部件3.2包括豎直設(shè)置且其下端設(shè)有多個(gè)出水小孔的多排進(jìn)水管3.21，所述進(jìn)水管3.21的下端貫穿所述支撐層1.2且位于所述基床層1.1內(nèi)(進(jìn)水管的下端端部低于所述基床上層上表面50-100mm)，所述進(jìn)水管3.21的外壁與所述支撐層1.2的接觸部位完全密封；所述滴水管3.11與所述進(jìn)水管3.21均與所述儲(chǔ)水箱3.3連通。在基床上層上還可以設(shè)有用于阻擋雨水的擋水板5，更好地模擬降雨以及雨水積累情況，為解決軌道路基的翻漿冒泥提供依據(jù)。

所述測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置4包括綜合測(cè)試儀4.1、土體水分傳感器4.2、張力計(jì)4.3、土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器4.4、孔隙水壓計(jì)4.5、超聲波流量計(jì)4.6、包含地質(zhì)雷達(dá)4.7和照相機(jī)的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)、動(dòng)力觸探儀4.8以及獨(dú)立設(shè)置的鉆心取樣機(jī)-混凝土取芯鉆機(jī)4.9，所述土體水分傳感器、張力計(jì)、土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器、孔隙水壓計(jì)、超聲波流量計(jì)、地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)以及動(dòng)力觸探儀均與所述綜合測(cè)試儀連接，所述滴水管和所述進(jìn)水管上均設(shè)有超聲波流量計(jì)；所述動(dòng)力觸探儀與所述作動(dòng)器連接；所述土體水分傳感器和所述張力計(jì)均與所述土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器連接。所述土體水分傳感器的數(shù)量為15個(gè)，所述張力計(jì)的數(shù)量為10個(gè)，所述孔隙水壓計(jì)的數(shù)量為16根。每個(gè)土體水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器上分別有五個(gè)連接通道(可用于連接張力計(jì)或者土體水分傳感器，用于儲(chǔ)存張力計(jì)或/和土體水分傳感器的數(shù)據(jù))。部分儀器的參數(shù)詳見(jiàn)表1(除此之外，本實(shí)用新型試驗(yàn)系統(tǒng)還可以借鑒現(xiàn)有其他部件實(shí)現(xiàn)一些常規(guī)的功能，未列出的儀器可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的普通儀器)：

表1 部分儀器的參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

本實(shí)施例中：土體水分傳感器、張力計(jì)和孔隙水壓計(jì)的具體排布方式詳見(jiàn)圖3、圖4和圖5(在圖4中，儀器埋在基床多處不同深度，即由基床層上表面往下測(cè)量分別位于不同位置；儀器沿基床橫向位置，埋在三處不同位置，分別為軌道板兩端下方、軌道板中間正下方)，詳情如下：

16根孔隙水壓計(jì)依次標(biāo)號(hào)為a1#-a16#，具體排方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置一、位置二和位置三)，每個(gè)小組包含位于500mm位置、200mm位置和400mm位置的三個(gè)孔隙水壓計(jì)；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置四、位置五和位置六)，位于兩側(cè)的兩個(gè)小組分別包含位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)孔隙水壓計(jì)，位于中間的小組包括位于50mm位置、350mm位置和500mm位置的三個(gè)孔隙水壓計(jì)。

15個(gè)所述土體水分傳感器依次標(biāo)號(hào)為b1#-b15#，具體排列方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置一、位置二和位置三)，每個(gè)小組包含位于500mm位置、200mm位置和400mm位置的三個(gè)土體水分傳感器；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置四、位置五和位置六)，每個(gè)小組包含位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)土體水分傳感器。

10個(gè)張力計(jì)依次標(biāo)號(hào)為c1#-c10#，具體排列方式為：包括垂直于線(xiàn)路方向并列設(shè)置的兩大組，第一大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置一、位置二和位置三)，每個(gè)小組包含位于500mm位置和200mm位置的兩個(gè)張力計(jì)；第二大組中：包括沿基床層的厚度方向并列設(shè)置的三小組(詳見(jiàn)圖3中的位置四、位置五和位置六)，位于兩側(cè)的兩個(gè)小組分別包含一個(gè)位于50mm位置的張力計(jì)，位于中間的小組包括位于50mm位置和350mm位置的兩個(gè)張力計(jì)。

應(yīng)用上述試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，具體包括以下步驟：

第一步：獲得軌道-路基結(jié)構(gòu)模型的初始參數(shù)，具體是：通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)軌道-路基結(jié)構(gòu)模型從垂直和側(cè)面進(jìn)行掃描探測(cè)，得到軌道板和路基的初始狀態(tài)；通過(guò)已經(jīng)安裝好的高速列車(chē)荷載模擬加載裝置和測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置(各儀器安裝時(shí)采用鉆心取樣機(jī)-混凝土取芯鉆機(jī)先鉆孔，再將連接線(xiàn)引出)對(duì)軌道-路基結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行一次動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試，獲得初始動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)，此處的動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)主要包括位移和加速度；

第二步：安裝雨水滴浸裝置，并獲得軌道-路基結(jié)構(gòu)模型的第一次狀態(tài)參數(shù)和第一次動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)，具體是：安裝設(shè)計(jì)好的排布方式安裝好滴水管和/或進(jìn)水管(進(jìn)水管安裝時(shí)，先采用鉆心取樣機(jī)-混凝土取芯鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，再密封進(jìn)水管外壁和支撐層之間的縫隙)；通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)軌道-路基結(jié)構(gòu)模型從垂直和側(cè)面進(jìn)行掃描探測(cè)，獲得第一次狀態(tài)參數(shù)；通過(guò)已經(jīng)安裝好的高速列車(chē)荷載模擬加載裝置和測(cè)量與觀(guān)測(cè)裝置對(duì)軌道-路基結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行一次動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試，獲得第一次動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)；

第三步：模擬降雨條件(模擬降雨時(shí)，可以開(kāi)啟支撐層側(cè)面滴水部件3.1和軌道板上鉆孔浸水部件3.2中的至少一種，模擬不同的降雨情形；一般先開(kāi)啟支撐層側(cè)面滴水部件3.1進(jìn)行試驗(yàn)，再同時(shí)開(kāi)啟支撐層側(cè)面滴水部件3.1和軌道板上鉆孔浸水部件3.2模擬持續(xù)降雨的情況)，進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試，若軌道-路基結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)翻漿冒泥，則獲取軌道-路基結(jié)構(gòu)模型的最終狀態(tài)參數(shù)和最終動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)；若軌道-路基結(jié)構(gòu)模型未出現(xiàn)翻漿冒泥，則獲取軌道-路基結(jié)構(gòu)模型的第i次狀態(tài)參數(shù)和第i次動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)，i為大于等于1的自然數(shù)，進(jìn)行下一步；

第四步：改變降雨量和/或降雨時(shí)間(優(yōu)選采用以降雨的流量和流速逐漸增大的方式進(jìn)行改變)，取i＝i+1，返回第三步。

上述試驗(yàn)過(guò)程中所述高速列車(chē)荷載模擬加載裝置包含能模擬以時(shí)速60-300km/h(最好是300km/h)運(yùn)行下列車(chē)的動(dòng)力作用的多個(gè)動(dòng)作器。

采用上述試驗(yàn)方法，本實(shí)施例圖3中位置一至位置六模擬過(guò)程中的質(zhì)量含水率變化、基質(zhì)吸力變化以及孔隙水壓力變化情況詳見(jiàn)圖6a、圖6b、圖6c、圖7a、圖7b、圖7c、圖8a、圖8b、圖8c、圖9a、圖9b、圖9c、圖10a、圖10b、圖10c、圖11a、圖11b和圖11c。

從圖中可以看出：

1、在路基與軌道板的結(jié)合處，產(chǎn)生了細(xì)粒土-水涌出現(xiàn)象，開(kāi)始階段涌出通道呈串珠狀分布，隨著荷載的進(jìn)一步施加，翻漿冒泥通道呈條帶狀分布。因此，在一定雨強(qiáng)條件下，高速鐵路無(wú)砟軌道路基存在發(fā)生翻漿冒泥的較大可能性，需引起注意。

2、注水過(guò)程引起路基內(nèi)含水率快速增加，并達(dá)到飽和狀態(tài)。在未補(bǔ)水階段，路基土內(nèi)基質(zhì)吸力處于較高水平，均大于700kPa；隨著補(bǔ)水的進(jìn)行，基質(zhì)吸力急劇下降至10kPa左右，并在隨后維持穩(wěn)定；由于動(dòng)荷載的作用，在補(bǔ)水側(cè)路基內(nèi)產(chǎn)生超孔隙水壓力，約30-40kPa；隨著補(bǔ)水過(guò)程的穩(wěn)定，孔隙水壓逐漸消散；超孔隙水壓力的產(chǎn)生和消散也是路基內(nèi)產(chǎn)生翻漿冒泥的根本原因。在軌道板中間位置和非補(bǔ)水側(cè)，超孔隙水壓力的產(chǎn)生并不明顯。詳情是：

結(jié)合圖6a、6b和6c，得到：從含水率傳感器的變化曲線(xiàn)可知，在補(bǔ)水的前1個(gè)小時(shí)內(nèi)，不同深度含水率出現(xiàn)明顯上升，并接近飽和狀態(tài)(質(zhì)量含水率約30％)，隨著補(bǔ)水測(cè)試完成，土體含水率逐漸降低，表示入滲逐漸向下發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，基質(zhì)勢(shì)傳感器只在第一次補(bǔ)水時(shí)出現(xiàn)陡降，從150kPa附近降至約10kPa，說(shuō)明第一次補(bǔ)水時(shí)使土體由非飽和狀態(tài)迅速到達(dá)接近飽和。由孔隙水壓計(jì)的變化曲線(xiàn)可知，在瞬時(shí)補(bǔ)水時(shí)(如24h，72h)，孔隙水壓存在凸起點(diǎn)，由動(dòng)載引起的超孔隙水壓力可達(dá)35kPa，當(dāng)進(jìn)一步補(bǔ)水形成穩(wěn)定入滲時(shí)，超孔隙水壓逐漸消散，而且對(duì)比不同深度的孔隙水壓曲線(xiàn)不難發(fā)現(xiàn)，深度越深，孔隙水壓力越大。

結(jié)合圖7a、7b和7c，得到：在試驗(yàn)過(guò)程中，孔隙水壓始終處于2-15kPa范圍內(nèi)的穩(wěn)定水平，并未形成超孔隙水壓力，這是由于位置1距離補(bǔ)水側(cè)相對(duì)較遠(yuǎn)，水分滲流途徑較長(zhǎng)，難以形成明顯的超孔隙水壓力。其中a4#孔隙水壓計(jì)由于測(cè)試故障，未測(cè)得可靠數(shù)據(jù)，其原因可能為a4#孔隙水壓計(jì)位于地基的淺部，距離軌道板較近，當(dāng)施加動(dòng)荷載時(shí)，引起傳感器的故障或損壞。

結(jié)合圖8a、8b和8c，得到：由含水率的變化曲線(xiàn)可知，第一次補(bǔ)水對(duì)位置3的含水率影響不大，含水率幾乎沒(méi)有變化。在第二次補(bǔ)水時(shí)，該處含水率出現(xiàn)明顯躍升，接近飽和狀態(tài)，而且位置越深，達(dá)到飽和的時(shí)間越早，后續(xù)的補(bǔ)水對(duì)含水率沒(méi)有影響。孔隙水壓計(jì)的測(cè)試結(jié)果顯示較淺位置的孔隙水壓變化不大(a7#和a8#)，始終位于0-10kPa之間，但a9#傳感器深度上孔隙水壓維持在20-30kPa之間，并存在峰值尖點(diǎn)，說(shuō)明此處存在超孔壓的形成和消散。

結(jié)合圖9a、9b和9c，得到：圖中的孔隙水壓曲線(xiàn)可知，該位置孔隙水壓始終較高，維持在5-30kPa的范圍內(nèi)，當(dāng)存在補(bǔ)水條件時(shí)，孔隙水壓曲線(xiàn)呈現(xiàn)出尖點(diǎn)，說(shuō)明存在超孔隙水壓力，可高達(dá)40kPa，補(bǔ)水穩(wěn)定后，孔隙水壓逐漸消散。

結(jié)合圖10a、10b和10c，得到：軌道板中間部位的孔隙水壓比補(bǔ)水側(cè)(位置1和位置4)的產(chǎn)生的孔隙水壓要小，該處孔隙水壓基本維持在5-15kPa，未見(jiàn)明顯的超孔隙水壓，并且，深度越深，產(chǎn)生的孔隙水壓越大。

結(jié)合圖11a、11b和11c，得到：位置6不同深度處含水率、基質(zhì)吸力及孔隙水壓隨時(shí)間的變化。位置6位于剖面2的最右側(cè)，離補(bǔ)水側(cè)較遠(yuǎn)。含水率在第二次灌水時(shí)才出現(xiàn)明顯增加，在對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，基質(zhì)吸力明顯下降，符合非飽和土的土水特征曲線(xiàn)。土體的孔隙水壓力均處于5-12kPa的區(qū)間。

應(yīng)用本實(shí)施例的技術(shù)方案，效果是：(1)構(gòu)造的軌道-路基結(jié)構(gòu)足尺模型可真實(shí)反映鐵路現(xiàn)場(chǎng)條件；(2)高速列車(chē)荷載模擬加載裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)荷載的真實(shí)模擬，并可改變列車(chē)速度和軸重，研究列車(chē)速度及軸重對(duì)翻漿冒泥的影響；(3)通過(guò)試驗(yàn)前后的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)，可精確探測(cè)試驗(yàn)前后水在路基內(nèi)的分布狀況(深度、范圍)，克服了僅從軌道板表面觀(guān)測(cè)翻漿冒泥的缺陷，且能為翻漿冒泥防控提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。