压实黄土水稳性的试验研究

建设用地日益紧缺的问题带来了大量的填沟造地的工程,在黄土地区尤为凸显。黄土作为填土料,其压实后的水稳性直接关系到填土工程的质量和可靠性。本文通过系列室内试验,对不同击实能和初始含水量条件下击实得到干密度相同的压实黄土,进行浸水和不浸水的一维压缩试验,对比分析了初始含水量和击实能对压实黄土压缩性的影响,得出:在最优含水量下击实的土样具有较高的水稳性,在最优含水量干侧击实的土样所具有的水稳性最差。因此,在黄土填土工程施工中,务必要控制土料的含水量与击实能相匹配,以确保黄土填土的水稳性。     

具有浸水轻微膨胀性质的压实粉土承载比试验研究

随着承载比有关试验方法和规范的引进,目前用通过承载比试验得到的CBR值作为土体特别是道路施工中路基填土的强度参考标准值逐渐成为普遍的方法。具有特殊工程性质的粉土,其压实后的强度和稳定性直接关系到上层建筑的工程质量和正常使用。对具有轻微膨胀性质的粉土在不同的击实能和初始含水量下压实,进行不浸水和浸水承载比试验,分析不浸水和浸水CBR值随初始含水量和击实能的关系,以及各因素对不浸水和浸水CBR差值的影响。试验结果表明,浸水膨胀软化对压实粉土浸水后的CBR强度有较大影响。不浸水CBR值随初始含水量增大而减小,大多试样的浸水CBR值随初始含水量变化出现峰值。膨胀量、不浸水和浸水CBR差值随初始含水量增加线性减小,不浸水和浸水CBR差值随膨胀量增加线性增大。低含水量下的压实粉土试样不浸水和浸水CBR差值随击实能增加而增大。     

黄土压实质量控制指标的科学性和合理性研究

回填地基或路基工程中,回填土的压实质量是导致沉降病害的一个重要原因。目前国内通常采用压实度作为填土压实质量控制指标。但压实度自身的准确性受诸多因素影响,若以压实度作为唯一重要指标是存在一定缺陷的。本文通过室内试验研究了不同击实能和含水量下压实黄土的压缩变形规律,分析了压实黄土土样空气体积率的变化规律。研究表明无论击实能如何变化,压实黄土土样的空气体积率在相应击实能对应的最优含水量附近时总是一定的。分析了采用空气体积率作为黄土压实质量附加控制指标的合理性。结合当地工程实际经验,建议在满足规范要求的前提下,以空气体积率不大于6.5%作为判定该地区黄土压实质量合格的参考指标,从而提高当地黄土状填土的压实质量。     

聂庆科;王英辉;田鹏程;梁书奇;

通过击实试验和击实后土样的压缩和剪切试验研究红黏土的变形和强度特性。研究表明:重塑土的最大干密度比原状土的最大干密度大,而重塑土的最优含水率则比原状土的最优含水率小;随击实功增大,土样的干密度增大,而最优含水率减小;含水率稍高的击实土样的水稳定性要比含水率稍低的击实土样的水稳定性好;当含水率较大时,击实土样的相对固结变形量较大,固结稳定并浸水再固结后,原来含水率较小土样的变形增量反而稍微大些。     

轻型和重型击实试验对比分析

对低液限粉土进行了室内标准轻型和重型击实试验,探讨不同击实方法下同种土压实试样的差异,试验表明,击实能越大,同种土击实后得到的最大干密度增大,最优含水量减小,现场压实时采用的击实能应与室内击实试验对应的击实能相一致,计算得到的压实度才具有真实性。     

超高能级强夯处理低含水量湿陷性黄土原理研究

通过击实试验,进行了击实功对最佳含水量和最大干密度的影响分析和不同强夯能级、施工参数的单位土体击实功和轻型、重型击实试验的单位土体击实功的分析比较,探讨了超高能级强夯处理低含水量湿陷性黄土的原理。试验证明,夯击功能越大,干密度越大,而相应的最优含水量越小;在一定夯点间距下,夯击能级越高、夯击数越多,土体所获得的夯击功能越大;超高能级强夯所达到的夯击功能,已超过了重型击实试验的击实功能的近一倍,将超高能级强夯用于处理低含水量的湿陷性黄土是可行的。     

基于不同数据处理方法的击实特性求解及应用

结合土工击实试验相关规程,以江苏某省道改扩建工程路基土随机取样试验数据为依托,对两种击实最佳指标求解方法进行对比分析,应用二次曲线拟合法对不同灰剂量、不同制备方法和不同击实方式混合料击实指标进行求解。结果表明:路基土的最佳击实指标求解宜采用三点二次插值法或二次曲线拟合法,曲线拟合次数不宜过高,否则容易导致最大干密度虚假偏大,压实度偏小,影响道路压实效果;改变土样的石灰剂量,由0增大至8%,最优含水率呈二次曲线递减,最大干密度呈三次曲线递增;击实土重复利用所测最大干密度比原状土大,最优含水率比原状土小;与轻型击实相比,重型击实的最大干密度要大得多,而最佳含水率要小得多。     

压实黄土增湿变形性质及其影响因素试验研究

作为建筑材料的黄土在工程建设中大多经过压实处理,其增湿变形特性与工程安全密切相关。已有的对黄土增湿变形性质的研究,基本上是针对原状黄土开展的,对压实黄土较少涉及。通过双线法增湿湿陷试验,对压实黄土在增湿条件下的压缩及增湿变形性质进行了较系统的研究,并进行了压缩和湿陷变形影响因素的方差分析。结果表明:①随增湿含水率的增加,压实黄土的压缩性增大,湿陷性减小,压实度越小,这种效应越明显;不同压力下,湿陷变形对增湿的敏感性不同;②随增湿含水率的增加,增湿变形起始压力减小,增湿变形终止压力增大,增湿变形压力区间增大,可用增湿变形系数反映已有增湿水平下土体湿陷性的退化程度;③方差分析表明,相同增湿含水率下,压实黄土最终变形仅受最终压力的影响,加荷路径、浸水路径及两者的耦合对其影响很小;④未浸水饱和压缩时,密实度、初始含水率和压力,以及它们的交互作用均对压缩变形有显著影响,压力的影响最大,其次是密实度和初始含水率;与未浸水情况不同的是,浸水饱和压缩时初始含水率的影响很小;⑤增湿含水率、压力和密实度,以及它们的交互作用均显著影响压实黄土的湿陷性,其中增湿起始含水率的影响最大,密实度次之,压力最小。     

荆门膨胀土的水稳定性及其力学效应

本文针对湖北襄荆高速公路膨胀土,在室内开展了原状土在脱湿吸湿过程的无侧限抗压强度演化特征与击实土的胀缩性状及力学效应试验研究,发现原状膨胀土的工程性状同时受含水率与裂隙性的耦合影响,耦合程度随裂隙发育程度和膨胀潜势等级而各异;膨胀土的CBR值随其含水率的变化规律类似于击实曲线,但CBR峰值含水率大于最佳含水率,并非压实度最大时CBR值也最大,CBR值取决于击实膨胀土浸水膨胀后的含水率与干密度以及结构所处状态;膨胀土路堤填筑除考虑压实度与CBR值要求外,尚需考虑胀缩总率的影响,为深入认识膨胀土的工程特性提供了帮助。     

珞珈山粘土压缩性的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了15组不同含水量和压实度的室内压缩试验,分析了压实度、压实含水量及压实土体的饱和状态三因素对粘性填土压缩性能的影响,并通过压实土体结构方面的理论对其影响机理进行了阐释：这三方面因素主要是通过对土体结构及土中的基质吸力产生影响从而影响到土体的压缩变形性。试验表明,压实度和压实含水量均是在一定的应力范围内对粘性填土的压缩变形性能产生影响,在最优含水量附近粘性填土的压缩变形随着压实度的减小、压实含水量的增大而增大;压实土体浸水饱和后的压缩变形远大于饱和前的变形,压实含水量大的土体在其它条件相同的条件下因饱和引起的压缩变形小于压实含水量小的土体。     

高填方土石混合料强度与变形特性及沉降预测研究

 为解决高填方土石混合料强度与变形计算难题,对不同初始含水量不同初始干密度的土石混合试样进行剪切试验和压缩试验,深入分析不同土石比试样的强度与变形特性随初始参数的变化规律。结果包括：(1) 初始压实度越小的试样侧限压缩应变越大,初始含水量越大的试样侧限压缩应变越大;压缩系数随竖向压力的增大整体先增大后减小,压缩模量随竖向压力的增大整体呈增大趋势;(2) 类似高填方工程中填筑体初始压实度宜控制在0.93以上,初始含水量控制在最优含水量±(2%～3%),土石比控制为2∶8～4∶6;(3) 粉质黏土和砂质泥岩混合料压实土的干密度与竖向压力之间呈幂函数关系,建立由填土层的初始状态和所受荷载预测填筑土层强度和沉降量的算法;(4) 考虑初始状态的填方沉降预测方法是合理的,采用其略微偏大的变形计算结果进行高填方设计或施工,可使得高填方地基质量控制偏于安全;(5) 最优含水量范围内不同压实系数引起的沉降差异较小;随着压实系数的增大,地基沉降变形明显减小;土石比为2∶8时压实度增大对地基沉降的影响程度大于土石比为4∶6的高填方地基。研究成果可用于土石混合料高填方地基变形分析与计算。     

从压实土体的强度特征看黄土的现场压实控制

本文就一种典型的黄土讨论了其强度及强度参数随压实程度和含水量变化的规律，指出黄土现场压实作业时高效而经济的含水量为塑限含水量ｗｐ     

黄土隧道地基湿陷变形评价方法探讨

 隧道穿越自重湿陷性黄土地层时,可能遭受浸水作用下地基湿陷变形的附加作用而产生结构破坏。针对隧道衬砌结构的湿陷性黄土地基,结合隧道围岩及地基的自重湿陷变形特征,首先,提出浅埋隧道围岩压力、衬砌结构自重荷载构成基底压力和隧道两侧基底面分布土层自重共同作用下地基土的附加应力计算方法,以及考虑地基土自重应力的湿陷压缩应力计算方法。其次,在基本物性与构度、构度与结构压缩屈服应力、孔隙比和初始孔隙比比值与压缩应力和结构压缩屈服应力比值关系的基础上,建立自重湿陷系数和湿陷系数的计算方法。依据大厚度自重湿陷黄土场地不同埋深范围黄土具有不同自重湿陷系数门槛值的特征,得到了场地的自重湿陷变形和隧道地基的湿陷变形的计算方法。最后,通过数值计算分析,模拟隧道地基湿陷变形不同沉降差作用下衬砌结构应力场和塑性域发展,随着不均匀湿陷变形的增加,隧道衬砌结构塑性区范围不断增大,并结合铁路路基沉降控制标准,建议隧道地基湿陷变形0～5 cm为一级、5～10 cm为二级、大于10 cm为三级。     

不同含水率下黄土冻融循环对湿陷性影响探讨

黄土通常可作为公路路基主要的填筑材料,湿陷性黄土经压实后,很大程度消除了湿陷性,能够满足路基整体强度和稳定性的要求,但在季节冻土区,黄土路基运营几年后仍发生大量的不均匀沉降、塌陷等病害。为分析冻融循环作用下各级含水率对黄土湿陷性的影响,采用室内试验的方法,对湿陷性黄土进行不同的冻融次数,探究其在冻融循环过程中变形及冻融循环后湿陷情况。实验结果表明:冻融循环之后的各级含水率重塑黄土仍具有二次湿陷性;冻融循环作用下高含水率的土体结构比低含水率的土体结构破坏的较早;干密度一定时,低含水率的土体冻融循环之后的净变形量越大,湿陷系数越小,冻融循环之后的净变形量越小,湿陷系数越大。     

冻融循环对高含水量黄土压缩变形特性的影响

为了研究不同冻融循环次数下含水量变化对季节性冻土地区高含水量黄土压缩变形特性的影响,以山西阳曲地区高含水量黄土为研究对象,分别进行不同含水率、冻融循环次数的侧限压缩试验,并引入压缩变形系数来表达黄土的压缩变形特性。研究表明,当含水率达到22%时,未经冻融土样表现出明显的湿软特性,随着冻融循环次数的增加,土样的湿软特性逐渐加剧,且冻融循环次数5次之前土样的压缩变形较大;随着含水率的逐级增加,存在一个含水率阈值,使得冻融循环作用对土样的压缩变形特性将产生显著的影响;并通过割线模量法对该黄土压缩变形过程中的应力应变关系进行分析,得出拟合结果。