Abstract This paper investigates the static and cyclic characteristics of a fouled sub-ballast material using static and cyclic triaxial tests. Static triaxial tests were conducted first to determine the peak strength, which was used as the applied stress in the cyclic tests. Moreover, the results of the displacement-controlled static triaxial test were used to assess the shear stiffness and strength during the cyclic stress-controlled loading cycles. Isotropically consolidated drained (CD) compression cyclic triaxial tests were conducted to simulate the long-term response of fouled railway substructure under progressive repetitive loading and unloading cycles. The accumulated plastic strains of the fouled railroad sub-ballast were determined under cyclic loading and unloading conditions. The obtained results indicated that the soil plasticity and effective confining pressure, and relative density are not the only important factors in shaping the damping curves but also the loading rate, and particle size. Both parameters play a major role in determining the behaviour of fine contaminated sub-ballast. The railway operational speed limits were deduced from the stress-strain behaviour of the fouled sub-ballast interlayer zone. It is recommended that the maximum speed of trains in fouled railroad segments be limited to a maximum of 32 km/h. The developed guidelines are aimed to prolong the service lifespan of the fouled track segments, while maintaining safety standards to avoid train derailments, track deterioration, and high maintenance costs.

中文翻译：

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污垢铁路次碴层行为的静态和循环特性

摘要 本文使用静态和循环三轴试验研究了结垢的次碴材料的静态和循环特性。首先进行静态三轴试验以确定峰值强度，该峰值强度用作循环试验中的外加应力。此外，位移控制静态三轴试验的结果用于评估循环应力控制加载循环期间的剪切刚度和强度。进行了各向同性固结排水 (CD) 压缩循环三轴试验，以模拟在渐进重复加载和卸载循环下污垢铁路下部结构的长期响应。在循环加载和卸载条件下确定了积垢的铁路道碴的累积塑性应变。结果表明，土体的塑性、有效围压和相对密度不仅是影响阻尼曲线的重要因素，而且还影响加载速率和颗粒大小。这两个参数在确定精细污染的子镇流器的行为方面都起着重要作用。铁路运行速度限制是从污染的次道碴夹层区的应力应变行为推导出来的。建议将列车在被污染的铁路段上的最高速度限制为最高 32 公里/小时。制定的指南旨在延长被污染的轨道段的使用寿命，同时保持安全标准，以避免列车脱轨、轨道恶化和高额维护成本。和相对密度不仅是塑造阻尼曲线的唯一重要因素，而且加载速率和颗粒大小也是重要的因素。这两个参数在确定精细污染的子镇流器的行为方面都起着重要作用。铁路运行速度限制是从污染的次道碴夹层区的应力应变行为推导出来的。建议将列车在被污染的铁路段上的最高速度限制为最高 32 公里/小时。制定的指南旨在延长被污染的轨道段的使用寿命，同时保持安全标准，以避免列车脱轨、轨道恶化和高额维护成本。和相对密度不仅是塑造阻尼曲线的唯一重要因素，而且加载速率和颗粒大小也是重要的因素。这两个参数在确定精细污染的子镇流器的行为方面都起着重要作用。铁路运行速度限制是从污染的次道碴夹层区的应力应变行为推导出来的。建议将列车在被污染的铁路段上的最高速度限制为最高 32 公里/小时。制定的指南旨在延长被污染的轨道段的使用寿命，同时保持安全标准，以避免列车脱轨、轨道恶化和高额维护成本。铁路运行速度限制是从污染的次道碴夹层区的应力应变行为推导出来的。建议将列车在被污染的铁路段上的最高速度限制为最高 32 公里/小时。制定的指南旨在延长被污染的轨道段的使用寿命，同时保持安全标准，以避免列车脱轨、轨道恶化和高维护成本。铁路运行速度限制是从污染的次道碴夹层区的应力应变行为推导出来的。建议将列车在被污染的铁路段上的最高速度限制为最高 32 公里/小时。制定的指南旨在延长被污染的轨道段的使用寿命，同时保持安全标准，以避免列车脱轨、轨道恶化和高额维护成本。