膨胀土用作路基填料的分类指标体系研究

交通部西部"膨胀土路基设计、加固与施工技术研究"项目课题组在不同地区用不同胀缩等级膨胀土直接修筑了多段路堤实体工程已取得成功经验,为促进这种处治新技术的推广并保证路基的强度和稳定性,必须建立与之配套的填料分类指标体系。为此,依据室内大量的膨胀土路用性能试验结果,归纳总结已有的实体工程修筑经验,遵循继承与创新相结合的原则,探讨采用改进的CBR试验强度、CBR膨胀量以及稠度三项指标建立膨胀土路堤填料分类指标体系,并对三种典型膨胀土开展了相关指标的试验验证。结果表明:该体系真正反映了膨胀土的本质特征及作为填料的工程特性,且指标参数的获取测试简便、快捷,能大大拓宽膨胀土用作填料的使用范围,可供编制路基新规范和工程师们进行膨胀土路堤设计与施工时参考。     

石灰改良膨胀土高铁路堤离心模型对比试验研究

为研究石灰对膨胀土高铁路堤的改良效果,以膨胀土和石灰改良膨胀土为原材料,设计两组路堤模型,对其开展3次干湿循环条件下坡体响应离心模型试验研究,重点分析二者作为高铁路堤填料的工程特性差异。结果表明:随深度增加,路堤受大气影响减弱,改良土路堤的大气影响深度为20 cm,较之未改良土路堤深度小,石灰改良膨胀土可以作为高铁路堤填料;膨胀土和未改良土路堤浅部饱和含水率均在40%左右,其深部含水率都小于40%,但未改良土路堤中含水率变化较改良土路堤更为敏感;干湿循环条件下,5%的石灰掺入量可以有效抑制膨胀土变形,较好地遏制其膨胀潜势、渗透性、导热性、透水性等特性参数。     

CBR确定平顶山膨胀土用作下路堤填料研究

外围石灰改良包边,中芯膨胀土填筑形成的包边方案可解决平顶山地区道路建设过程中的膨胀土难题。为了检验材料强度与寻找合适的石灰掺量,对素土开展击实试验,发现在最佳含水率12%附近得到最大干密度与无侧限抗压强度。按照0、2%、4%、6%的石灰掺量制作试件,进行干法不浸水CBR实验,发现4%掺量下材料CBR数值最大为44%,素土CBR数值最小为31%,对0和4%掺量试件进行常规浸水CBR实验,数值分别为2.6%、3.7%;研究表明四周4%石灰掺量改良包边,中芯直接填筑素土,满足当地高等级道路下路堤填筑时的CBR要求,为实际工程提供参考。     

空军汉口新机场试验路段石灰改性膨胀土试验研究

空军汉口新机场试验路段石灰改性膨胀土（简称灰土）试验研究包括室内和现场试验研究。室内试验研究包括：天然膨胀土与击实膨胀土的基本物理特性和胀缩特性试验、灰土击实试验以及膨胀土掺石灰改性试验等。室内试验结果表明：击实膨胀土比天然膨胀土的膨胀潜势更大；在道面下一定范围内，填料不能采用膨胀土，而必须用灰土；石灰能有效地对场区内的膨胀土进行改性，最优石灰掺合比为6％～8％：不同灰土层的最大干密度与最佳含水量差异较大，现场施工填料不能混填。现场试验包括：碾压试验、压实灰土基本物理特性和胀缩特性试验、浸水载荷试验、测定路基回弹模量和回弹弯沉试验等。现场试验结果表明：在有效控制灰土的石灰掺量和含水量情况下，采用激振力为450kN的碾压机对松铺厚度为50和30cm的灰土进行碾压，分别需碾压8和6遍，路基压路度才能达到95％，表面沉降才趋于稳定；现场压实灰土的膨胀潜势很低，仍有明显失水收缩特性，在施工时应注意采取保水措施；压实灰土具有较高承载能力、强度特性和吸水稳定性。     

洛阳-三门峡高速公路新安段膨胀土路基填料的改性实验

通过对膨胀土路基填料掺石灰处理后的物理力学性能及胀缩性试验，得出了掺石灰对改善膨胀土路基填料工程性质的影响，以供公路路基施工时参考。     

膨胀土施工技术

一、概述膨胀土是一种粘粒成分主要由亲水性矿物如蒙脱石、高岭土、伊利石等组成，具有较大胀缩性能的高塑性黏土。这种土强度较高、压缩性很小，并有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特点，性质极不稳定。西安—南京铁路28标段位于河南省潢川县境内，年降水总量1 137ml，路基填料为膨胀土，土壤结构密致，干燥后坚硬，呈黄红、褐色、灰色。该路基设计根据膨胀土的性质采取了：边坡采用土工网垫种草籽；基床表层路堑地段换填砂60cm，路堤地段换填20cm；路基表层设土工布等防护加固措施。二、根据我们的施工的路基和附近施工的新312公路路…     

不同气候条件膨胀土路堤土压力的变化规律试验研究

用广西南友路宁明地段“中等膨胀性土”和湖南常张路慈利地段“弱膨胀土”作路堤填料,按90%的压实度填筑,在不同排水边界条件和不同路堤边坡坡度条件下,模拟路堤在4种不同气侯条件下,通过8组膨胀土路堤模拟试验,研究得出了膨胀土路堤中土压力的变化规律:①膨胀土路堤中的土压力与路堤填料、路堤土的压实度、排水边界条件和路堤中的含水量等密切相关;②膨胀土路堤堤顶积水时,当路堤中的含水率从最佳含水率增大到饱和含水率左右时,路堤中的土压力增大0.006～0.073MPa不等;③有较高含水率(接近饱和)的膨胀土路基,在阴天、日照和降雨气候条件下膨胀土路基中的土压力变化在±0.001MPa,一般不会超过±0.002MPa;④膨胀土路堤受大气影响深度范围为2.5～3m,越靠近膨胀土路堤表面,土压力变化幅度越大;⑤膨胀土路堤中的土压力变化,由膨胀土路堤中含水率变化所引起的土体自重的变化和膨胀土在不同气候条件下不同含水率所产生膨胀土压力的变化的综合作用结果。     

膨胀土路基填料施工技术

本文介绍了膨胀土作为路基填料的稠度指标、加固措施和施工工艺要求。膨胀土在最佳稠度且无侧限抗压强度CBR满足设计要求时,弱等膨胀土是可以作为路堤填料的。     

石灰改良膨胀土强度特性试验研究

结合沪汉蓉通道武康二线铁路路基膨胀土改良试验研究,通过室内试验研究了石灰改良膨胀土的工程特性。液、塑限及膨胀率试验表明掺入石灰可显著降低其塑性及膨胀性。通过强度特性试验证明:改良土强度随龄期的增长和石灰掺合量的增加而增大;石灰掺入膨胀土可以有效提高其水稳定性。     

膨胀土路堤填筑施工技术的研究

针对鄂北膨胀土地区公路建设,从备料、摊铺和碾压等方面详细介绍了膨胀土路堤、膨胀土包边路堤和改性膨胀土路堤的填筑施工技术,对路堤填筑后的质量检测技术进行探讨。     

低矮路堤下膨胀土地基现场浸水试验研究

 为研究低矮路堤下中–强膨胀土地基浸水饱和后的变形特性,依托云桂高速铁路建设,通过人工浸水方式开展不同高度等尺寸路基现场浸水试验。试验采用砂孔、砂槽及砂垫层等方式多面浸水,并同步观测路基填土期、稳载期及人工浸水期地基表面与路基表面的变形。研究结果表明：从路基填筑开始到人工浸水结束,膨胀土地基的变形曲线呈“S”型分布。沿路基横断面方向,地基表面的膨胀变量呈“锅底”型分布,路基表面的膨胀变量呈“V”型分布,地基表面的相对膨胀量随路基填高的增加而呈线性递减。通过对比不同路基填高的相对膨胀量表明,地基表面的相对膨胀量均大于路基表面的相对膨胀量,地基表面的膨胀变形沿路基本体呈衰减变化。在试验成果的基础上,初步提出以路基表面膨胀变形为0作为控制标准确定路基临界填高的设计思路。现场试验的设计原则与实施方法也可为今后研究铁路路基下膨胀土地基胀缩特性提供参考。     

青藏铁路多年冻土区润湿地段斜坡路基温度与变形分析

 为研究青藏铁路高温高含冰量斜坡润湿地段路基稳定性,在青藏铁路K1139+940处开展地温、变形监测,分析路基地温、变形特征,建立温度、水分与变形耦合方程,预测斜坡水分运移对路基温度和变形的影响。结果表明：(1) 斜坡路基阴阳坡效应明显,阳坡年平均温度比阴坡高2.5 ℃以上;(2) 路基运营初期,左路肩下冻土上限下降、地表升温,而右路肩下上限抬升、温度降低,温度场的横向非对称分布导致明显的路基横向变形差异;(3) 活动层水分渗流对路基阳坡下部温度和变形影响最明显,路基中心次之,阴坡最小,水分渗流加速了路基的升温和变形过程、加剧了路基温度场和变形的非对称分布;(4) 斜坡路基运行50 a后,斜坡路基下部含土冰层全部融化、路面最大横向变形差异达到18 cm。对于含水量较高的斜坡地段,水分渗流对温度场和变形的影响不可忽略。     

膨胀土路基边坡等厚式封面层稳定性计算方法研究

 对膨胀土路基边坡进行封面处理, 是保证边坡稳定工作的常用工程措施之一。由于封面土与膨胀土路堤间的界面成为整个路堤的薄弱环节, 由此会导致封面土本身产生稳定性丧失问题, 需要对封面土层进行稳定性计算分析。对于等厚式封面土层, 目前常用的分析方法均是根据无限长平行坡的假设来进行的, 但实际路基边坡是有限长的, 这种方法所假定的滑动面与实际不符。按笔者通过实验所得的滑动面位置, 对膨胀土路基边坡等厚式封面土层的稳定性计算公式进行了推导, 确定了稳定性系数的分析计算公式。     

膨胀土路基边坡等存式封面层稳定性计算方法研究

对膨胀土路基边坡进行封面处理,是保证边坡稳定工作的常用工程措施之一,由于封面与膨胀土路堤间的界面成为整个路堤的薄弱环节,由此会导致封面土本岙产生稳定性丧失问题,需要对封面土层进行稳定计算分析,对于等厚封面土层,目前常用的分析方法均是根据无限长平行坡的假设来进行的,但实际路基边坡是有限长的,这种方法所假定的没 面与实际不符,按笔者通过实验所得的滑动位置,对膨胀土路基边坡等式封面土层的稳定性计算公式进行了推导,确定了稳定性系数的分析计算公式。     

某高速膨胀土路基稳定性评价及整治措施探讨

对某高速膨胀土路基垮塌、滑移成因进行了分析,并对其稳定性进行了评价,通过分析研究,制定了永久支挡工程+坡面防护综合防治方案,取得了较好的效果,为类似膨胀土整治提供了参考。     

铁路路基下膨胀土地基浸水响应现场试验

在工程建设中,膨胀土大都属于非饱和土范畴。对高速铁路无砟轨道路基而言,膨胀土的胀缩变形可能加剧线路的不平顺性,影响高速铁路的正常运营。为研究铁路路基荷载下非饱和膨胀土土层在人工浸水后的变形特征,结合云桂铁路建设,设计并开展了铁路原型路基荷载下膨胀土地基现场浸水试验,并监测了从路基填筑开始到人工浸水结束时膨胀土地基与路基本体变形及浅层土水分的时程变化。试验结果揭示了膨胀土地基浸水饱和后的极限相对膨胀量、膨胀变形沿路基横向与地基深度的分布规律以及地基表面膨胀变形沿路基本体的衰减特征。基于试验成果,初步提出了以路基表面膨胀变形为0作为控制标准确定路基临界填高的设计思路。现场试验的设计原则与实施方法也可为今后研究铁路路基下膨胀土地基胀缩特性提供参考。     

Research on the protection of expansive soil slopes under heavy rainfall by anchor-reinforced vegetation systems

An anchor-reinforced vegetation system (ARVS) is a new type of flexible slope protection system. ARVSs are composed of vegetation, anchors and high-performance turf reinforcement mats (HPTRMs) and can maintain the stability of expansive soil slopes while producing superior ecological effects. Through in situ comprehensive monitoring and comparative analyses, we systematically discuss the impact of heavy rainfall on ARVS-protected expansive soil slopes during the local wet season in Nanning. The results show that during the local wet season, the soil temperature and water content in vegetation-covered areas are lower than those in bare areas. The soil temperatures in different areas on the expansive soil slopes decrease with increasing depth. The ARVSs significantly affected the regulation of water transport and soil temperature, which limited soil deformation in different directions. The subsequent heavy rainfall would cause greater deformation of the expansive soil slope when less antecedent rainfall fell. Low-intensity and long-duration heavy rainfall events have greater negative impacts on expansive soil slopes than high-intensity and short-duration rainfall events. Under the action of severe rainfall-evaporation, expansive soil slopes protected by ARVSs can maintain stability.     

北京市西六环路膨胀土路堑边坡及路基设计实践与研究

北京市西六环路是国家高速公路网的组成部分,路线全长38.28km、全线双向6车道,路基宽度28.5m,于2009年9月建成通车。受现场条件控制,施工过程中,发现局部路基位于膨胀土段。膨胀土因其含有大量亲水矿物,具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂的特性,它对各类浅表层轻型工程建设具有特殊的危害作用,被称之为"工程中的癌症"。膨胀土边坡并不多见,设计也无成熟的经验。本文通过分析膨胀土地区公路工程病害的发生机理,以及路基破坏的特点和规律,提出了膨胀土路堑边坡及路基设计的方案。     

膨胀土边坡的稳定性分析

根据膨胀土边坡失稳破坏现象，将其破坏类型归结为表层溜塌、浅层破坏和深层破坏，同时对其破坏发生机理进行探讨。然后在考虑膨胀土工程特性和环境因素影响的情况下，对南阳一中等膨胀土边坡进行稳定性分析。进而在此基础上，对上述3种破坏类型的滑面进行研究，提出该实例边坡的合理坡率和浅层破坏滑面位置。     

膨胀土路基处理技术研究

膨胀土路段路基常会产生道路基底交替升降变形的情况,易影响道路的强度和稳定性,导致滑坡及溜塌和纵向开裂等,最终造成公路路基及路面和构造物破坏。本文介绍分析了膨胀土的特性和危害,针对膨胀土处理方法进行了探讨。