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作者：李洋;余飞;陈善雄;黄康;戴张俊;
单位：中国铁路成都局集团有限公司;中国科学院武汉岩土力学研究所;
摘要：川中红层地区高速铁路路基持续上拱变形问题对运营安全构成了长期而潜在的威胁。依托实际工程，开展川中红层微-细观测试、三向膨胀特性试验以及原位分层上拱监测，从不同尺度上分析其矿物组成、微观结构、岩层结构差异引起的不均匀膨胀特性，探究其对路基长年上拱的影响机制。研究结果表明，泥岩与砂岩互层产出的川中红层中存在多组水平层理面，各岩层膨胀性黏土矿物含量差异很大，导致其膨胀力高、值域范围宽，差值应力可达1.5 MPa以上，加上微观结构上矿物颗粒的择优取向，使得垂直于层理方向的膨胀率明显大于平行于层理方向，各向异性膨胀率系数达0.34～0.71,这种不均匀膨胀效应足以产生宏-细裂隙并沿水平层理方向扩展。结合川中红层路基上拱实测数据分析，运营1～2年内路基上拱较快但速率逐渐减小，运营2年后路基上拱速率逐渐稳定在5～11 mm/a,并紧随雨-旱季变化呈周期性波动。主要上拱层位并非发生于浅表层，而是受控于与外界存在水力联系的岩层节理、裂隙面的分布，最大上拱深度可达15 m。综合来看，川中红层不均匀膨胀易产生裂隙并沿层理面扩展，并在环境周期性变化影响下持续演化，是导致路基持续多年非收敛上拱变形的重要机制。
关键词：高速铁路;;路基;;川中红层;;不均匀膨胀;;分层上拱;;节理裂隙
基金资助：国家自然科学基金项目(42172308);; 湖北省重点研发计划项目(2022BAA036)
