【摘 要】
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近年来,在南非国家铁路的煤灰路堤中发现了多起边坡浅层破坏和路基大范围不均匀沉降事故,由此引发了对煤灰铁路路堤可行性的质疑。为此,本研究通过现场调查、包括三轴试验测试和振动台试验在内的一系列室内试验,以及数值计算的方法揭示失效机理,从而为煤灰铁路路堤可行性分析提供依据。（1）四个现场调查结果表明,煤灰的承载强度较低（例如CBR=5）,相对压实度低于规范要求;其相应剪切强度非常低（c’=0,φ’=29
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近年来,在南非国家铁路的煤灰路堤中发现了多起边坡浅层破坏和路基大范围不均匀沉降事故,由此引发了对煤灰铁路路堤可行性的质疑。为此,本研究通过现场调查、包括三轴试验测试和振动台试验在内的一系列室内试验,以及数值计算的方法揭示失效机理,从而为煤灰铁路路堤可行性分析提供依据。（1）四个现场调查结果表明,煤灰的承载强度较低（例如CBR=5）,相对压实度低于规范要求;其相应剪切强度非常低（c’=0,φ’=29.2°）。三轴压缩试验研究结果表明,密实的煤灰具有较高的剪切强度（例如,c’=37 kPa,φ’=38.7°）。现场调查确定的强度和实验室测试得到的强度差异很大,其原因是两种煤灰具有不同的压实度。（2）边坡稳定性计算分析表明,如果采用由三轴试验得到的压实的煤灰的强度参数（c’=37 kPa,φ’=38.7°）,则边坡安全系数可以达到3,但如果采用现场调查分析得出的松散的煤灰的强度参数（c’=0,φ’=29.2°）,则边坡安全系数将小于1。（3）为了直观地再现边坡浅层破坏和路基沉降,提出了采用在竖直方向加振的振动台模型验。理论和试验表明,本研究采用的模型试验适应于对铁路煤灰路基破坏机理的定性研究。模型试验结果表明:1)路基沉降量随着振动时间的延长而增加,且松散路基的沉降量明显大于密实路基的沉降量。2)松散的路堤模型更容易发生浅层边坡破坏,其原因是松散的煤灰在斜坡表面处的抗剪强度下降到近似为零。以上研究表明,边坡破坏和路基沉降都是由于煤灰过于松散,因此可以考虑采用适当的改良技术（例如灌浆）作为南非国营铁路煤灰路堤的加固措施。
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