水泥改性土削坡弃料利用问题研究

水泥改性土换填处理膨胀土边坡施工时,需要超填形成台阶状边坡再按照一定坡比削坡成型,由此,将产生大量的水泥改性土削坡料,如果直接废弃,既会造成浪费又会大量占地。为解决水泥改性土削坡弃料的再利用的问题,在南水北调中线工程水泥改性土填筑施工现场,分别对中膨胀改性土料(水泥掺量6%)和弱膨胀土改性土料(水泥掺量3%)的削坡弃料进行取样试验,通过测试改性土弃料的压实、强度、胀缩和渗透特性等,分析改性土弃料再次作为填料的可能性。研究结果表明,水泥改性土削坡弃料膨胀性、物理特性、强度和变形性能均满足填筑土料要求,仅需要更大的压实功即能达到预期的效果,水泥改性土削坡弃料可以作为改性填料使用。     

弱膨胀土三轴膨胀模型及其应用

膨胀土渠坡往往因吸湿膨胀而发生浅层失稳，上覆压重换填水泥改性土成为处理浅层失稳的常用手段。以引江济淮工程弱膨胀土为研究对象，采用GDS三轴仪开展初始含水率为20%,压实度为96%的弱膨胀三轴膨胀试验，获得体应变和吸湿终了含水率随平均主应力变化关系式，建立了考虑含水率增量的三轴膨胀模型并探讨其工程应用，分析了引江济淮弱膨胀土渠坡稳定性及处理措施。研究结果表明：渠坡浅层吸湿膨胀引起一定深度范围内的土体发生非均匀膨胀变形是引起边坡失稳的主要因素。对于弱膨胀土低渠坡段(深度H≤8.7 m),采用0.3 m的压重荷载即可保障工程运行期安全。研究成果为优化工程设计、节省工程投资提供理论和设计依据。     

引江济淮工程膨胀土地段渠坡生态处治技术

围绕引江济淮工程膨胀土地段河渠边坡水泥改性土换填层易碱化板结、植物难以生长和局部弱膨胀土渠坡 的简化处理等工程实际问题，以生态优先、技术创新为原则，采用现场试验、室内单元体测试和数值分析等手段， 开展系统的研究工作。研发一种改善水泥改性土种植效果的生态基材，提出一种新型膨胀土双层护坡结构，并研 究提出根据实际土层膨胀特性和含水状态进行弱膨胀土边坡的处理原则。现场中试和运用效果表明：研发的生 态基材能适应水泥改性土的种植需要，使边坡实现良好的绿化效果，双层护坡结构较好地实现了膨胀土边坡防止 降雨入渗和水分蒸发的双重防护要求；同时，还可利用砂土层的压重效果，抑制土层的膨胀变形。研究成果为引 江济淮的工程设计和后期运行管理提供了技术支撑，同时，也为膨胀土地段渠坡生态处治探寻了新的方向。     

水泥改性膨胀土防护边坡效果分析

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的性质,给工程带来极大的危害。为研究水泥改性膨胀土防护边坡效果,选取膨胀土及不同水泥掺量的改性膨胀土进行胀缩特性试验研究。研究结果表明南阳中膨胀土水泥改性的最佳水泥掺量为6%。将其作为防护加固材料换填南水北调中线渠道边坡的表层,并利用测斜管和变形管等仪器设备对其防护效果进行现场监测。监测结果表明:水泥改性膨胀土回填覆盖坡面表层可以解决膨胀土渠坡的浅层失稳问题。     

场拌改性土碾压试验探讨

水泥改性土是对膨胀土地质进行改性换填的一种施工方法,是解决膨胀土遇水膨胀、失水收缩特性的主要措施之一。南水北调中线工程为保证边坡稳定,大量采用了改性土换填的施工方法,旨在确保渠道安全。文章介绍了南水北调中线淅川段工程进行的水泥改性土碾压试验,通过试验研究取得碾压后的土样含水率、干密度和压实度之间的数据关系来指导现场施工。     

水泥改性土碾压控制指标确定方法研究

为确定合理的水泥改性土碾压控制指标,选取南水北调中线一期工程某渠段换填水泥改性土为研究对象,采用室内轻型击实、重型击实以及现场碾压试验相结合的方法,综合研究了4%水泥改性土的压实特性。根据研究结果,确定了其最大干密度与最优含水率,并结合实际情况最终确定了该渠段4%水泥改性土的碾压控制指标。按此指标,可确保水泥改性土的填筑压实度不小于0.98,并可防止发生过压现象。可为膨胀土地区水泥改性土地基的设计施工提供参考。     

水泥改性土作业面存在的问题及工程处理措施

在南水北调中线工程膨胀土地区,挖方渠道边坡设计一般要求采用一定掺量、一定厚度的水泥改性土换填进行保护。对膨胀土边坡进行水泥改性土换填时,常常会遇到作业面换填工作中止、边坡土体风化干裂、换填层冲刷破坏及地下水导排不畅等问题。若对上述问题处理不当,有可能对边坡换填质量产生影响,较严重时可能引起渠坡发生变形破坏危及渠道安全。针对水泥改性土作业面在施工中存在的问题进行了深入分析研究,提出了相应的工程处理措施,并总结出施工过程的要点,对今后的膨胀土工程建设具有一定的指导意义。     

膨胀土水泥改性拌和工艺研究与实践

南水北调中线一期引江济汉工程渠道5标施工项目膨胀土区段全长3.6 km,膨胀土属中等膨胀土。设计采用掺6%水泥改性换填的方法进行膨胀土边坡处理。为达到膨胀土水泥改性的实际效果,确保工程质量,曾采用旋耕机拌和法及路拌机拌和法进行膨胀土水泥改性拌和现场试验,拌和效果不好,经过研究与探索,结合工程实际及土料特性等最后采用厂拌法(破碎+拌和)取得满意效果。     

南水北调工程膨胀岩渠坡换填改性土现场掺量试验研究

南水北调禹州长葛段工程膨胀岩渠坡挟填改性土掺量试验,通过开展室内试验、现场碾压试验及试验后的成果总结,获得改性土处理措施的施工碾压参数、施工压实质量控制指标,为南水北调工程禹州长葛段膨胀岩渠坡踟陛土处理换填施工提供教术支持。     

水泥改性土碾压试验技术分析

利用渠道开挖弱膨胀土掺加适量水泥进行均匀拌合,改良土粒性质,选择合适机械碾压,对渠段强膨胀土和淤泥质土进行换填压实,改善渠坡结构,提高地基承载力,是膨胀土地段地基基础处理的有效措施。文章通过生产性试验对水泥改性土换填现场施工提出了可靠的技术参数,在南水北调方城段地基基础处理施工中得到了验证,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

膨胀土裂隙、强度及其与边坡稳定的关系

以南水北调中线工程、鄂北调水、引江济淮等大型调水工程中的膨胀土问题为研究对象,从膨胀土裂隙性、强度特性和破坏特征等方面,论述了膨胀土边坡稳定的影响因素、边坡破坏机理和强度特性。研究表明,膨胀土的裂隙为胀缩裂隙和非胀缩裂隙两类,非胀缩裂隙是地层中的“原生裂隙”,胀缩裂隙是干湿循环引起的“次生裂隙”。降雨和强度衰减是大多数膨胀土边坡浅层滑动的主要因素,而非胀缩裂隙面的倾向、倾角及强度是控制膨胀土边坡整体稳定的主要因素。膨胀土边坡的失稳,可归纳为“膨胀变形引起的浅层滑动”和“裂隙强度控制的整体滑动”两种破坏模式,膨胀土的边坡稳定分析也应充分考虑膨胀变形和裂隙分布状态的影响;膨胀土的强度指标不能简单地用土体的“综合强度”,而应根据实际地层情况,分别以土块强度和裂隙面强度进行描述。在此基础上,应针对不同的破坏机理进行膨胀土边坡的处治。     

引江济淮试验工程河道边坡锚杆检测对比试验

依据GB50086—2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范》和SL 377—2007《水利水电工程锚喷支护技术规范》对引江济淮试验工程膨胀土边坡、软岩边坡加固锚杆进行拉拔检测试验。结果表明,锚杆端部位移和检测方法相关,GB法检测的杆体端部位移大于SL法,位移转换系数为0.9~0.95;软岩边坡中锚杆的端部位移量小于弱膨胀土边坡;两种方法用于软岩及弱膨胀土边坡加固锚杆质量检测时,会产生弹性伸长值过大现象,采用杆端位移时间过程评价锚杆质量更具有合理性;SL法、GB法检测到的锚杆轴力线性相关,转换系数为0.9~1.05;采用SL法检测非预应力锚杆具有可行性,通过换算可得到GB法检测数据。     

引江济汉工程设计特点及关键技术

总结了引江济汉工程的主要设计特点和关键技术,介绍了三峡水库、泥沙及钉螺、高地下水等问题对工程的影响及处理措施;阐述了引江济汉渠道进出口段的设计要点、渠道的引水方式及超大型的平板防洪闸等;介绍了渠道与拾桥河交叉时采用的平立交结合的独特布置及拾桥河枢纽功能的特点以及拾桥河左岸节制闸超大型平面弧形闸门技术;分析了膨胀土改性两种工法的优缺点,并结合引江济汉工程现场试验,提出了改性土"路拌法"质量控制的关键因素。     

引江济汉工程中膨胀土的危害及防治措施

引江济汉工程膨胀土区段出现了渠道边坡失稳,边坡承载力降低,混凝土渠道衬砌变形、开裂等技术问题。本文在说明现场地质条件、阐述膨胀土工程危害的基础上,总结论述了当前膨胀土区段的工程施工治理措施。针对膨胀土在水下及地下水位变动区易发生渗透变形而影响基础稳定的特点,提出了采用柔性沥青混凝土边坡的设想,以提高渠坡的稳定性。     

某电厂引水工程防渗设计

某电厂引水钢管穿过长江大堤,采用顶管法施工,循环水泵房采用沉井法施工。主要介绍电厂引水工程的防渗设计。     

细粒土压实特性与颗粒组成相关性分析

土的压实特性是水利工程中非常令人关注的特性之一。为研究细粒土压实特性与颗粒组成的相关性,结合2017年以来实施的8个水利工程勘察项目,在试验要求统一的前提下,收集了123组击实试验、颗粒分析试验数据,试验样品主要集中在安徽省内长江与淮河之间的200余公里范围内。对细粒土的最大干密度、最优含水率与黏粒、粉粒和砂粒数据之间的相关性开展了一元和二元线性回归分析。在剔除了黏粒含量>37%的7组数据后,得到了以黏粒、粉粒含量为自变量,以最大干密度、最优含水率为因变量的二元线性回归分析结果。研究结果表明:影响细粒土压实特性的主要因素是颗粒组成,但土中的水和气等因素也对压实特性产生一定影响;当细粒土黏粒含量在10%~37%时,最大干密度、最优含水率与颗粒组成有较好的相关性; 目前工程中常用的击实试验和颗粒分析试验方法存在精度较差、人为因素影响大等缺陷。研究成果可为进一步明确细粒土压实特性提供参考。     

冻融循环下水泥改性膨胀土物理力学特性研究

为探究冻融循环作用对水泥改性膨胀土物理力学特性的影响,以南阳膨胀土为试验对象,进行不同掺灰比的水泥改性,然后对经历不同冻融循环次数后的试样进行变形测量和无侧限压缩试验。试验结果表明在冻融循环过程中,水泥改性膨胀土试样的含水率损失量较小,不同掺灰比试样的体积变化规律均呈现为“冻缩融胀”,掺灰比越大,试样体积的变化幅度越小,最大冻缩量和最大融胀量也越小,但会存在一个最优水泥掺灰比。冻融循环作用对水泥改性膨胀土力学特性的影响较大,尤其是初次冻融。随着冻融循环次数的增多,不同掺灰比试样的强度与弹性模量逐渐降低并趋于稳定,掺灰比越大,强度和弹性模量的衰减量越小。水泥改性膨胀土经历冻融后韧性变好。     

水泥+石灰复合改性膨胀土对水质的影响

对引江济淮试验工程弱膨胀土进行石灰改性、水泥改性、水泥+石灰复合改性,并制作三轴试样进行不同龄期(1 d、3 d、7 d、28 d)的养护,各龄期试样取出浸泡并分别在第1天、第3天、第7天、第28天提取浸出液检测其pH与Ca~+含量等,比较复合改性土浸出液与石灰改性、水泥改性土浸出液水质差别,并观察改性土三轴试样的浸水后完整性,探究复合改性能否降低土体对水质的影响。结果表明:复合改性土三轴试样浸出液的pH与Ca~+含量明显低于石灰改性土三轴试样浸出液;养护龄期为28 d的复合改性土对水质的影响也要低于水泥改性土。在实际工程中,应保障至少28 d的养护时间,并且在养护过程中杜绝浸泡或流水冲刷,保证养护质量。