川藏铁路红层改良路基填料压缩试验与颗粒流模拟研究

红层在我国云贵川地区以及东南亚一带分布极为广泛,具有风化剥蚀严重、遇水易软化等工程特点,不宜直接作为路基填料.依托川藏铁路成雅(成都-雅安)段红层路基改良工程,将弱风化泥岩碎石按比例掺入红层黏土以改善其颗粒级配及密实程度.通过现场取样及室内试验获得了红层改良填料应力-应变曲线;改进了基于椭球表面形态的多面体构造法,提出了一种随机构造具有凹凸多面体形状的碎石几何模型,通过建立PFC3D压缩几何模型,研究红层改良填料不同类型的强接触力链在加载全过程时的占比情况及在峰值强度时概率密度分布规律,解释了影响红层改良填料强度的内在机制.研究表明:含石量为50％的红层改良填料力学及变形特性最好,无侧限抗压强度可达421.9 kPa,碎石与碎石的咬合接触最好,红层黏土相互黏结作为弱力链起辅助填充作用,体系内能形成有效的超强力链,支撑体系承受荷载作用;不同掺石量比例的红层改良填料力学特性优劣顺序为:50％＞40％＞60％;推荐在对川藏铁路红层黏土改良时掺入50％的弱风化泥岩级配碎石作为路基填料.