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。     

膨胀土路基含水量在不同气候条件下的变化规律模型试验研究

针对广西南友公路宁明地段中等膨胀土和湖南常张公路慈利地段弱膨胀土,通过六组膨胀土路基室内模型试验,在不同排水边界和不同压实条件下,分别模拟路基在积水、阴天、日照、降雨时,膨胀土路基中含水量的变化规律、水的入渗和蒸发速度等,这对膨胀土路基的设计和施工具有重要的理论和工程实际意义。     

膨胀土填料改进CBR试验方法的提出与验证

针对膨胀土的本质特征及其CBR强度往往达不到现行路基设计规范要求(≥3%)的现象,从制件时的浸水方式、上覆压力以及制样含水率三方面着手,全面分析了标准CBR试验方法用于评价膨胀土填料强度特性的不合理性。依据封闭包盖法成功修建填芯路堤实体工程中膨胀土的实际工况,提出一套评价膨胀土这类特殊土真实强度的改进CBR试验方法:采用重型击实标准、湿法最佳含水率制件,改试件浸泡顶部浸水为侧向浸水并增大上覆压力。通过对比分析两种土类(膨胀土和非膨胀土)六个土样的标准试验方法与改进试验方法的CBR测试结果,验证了改进试验方法的合理性和可行性,为膨胀土地区的路堤修建直接采用不同胀缩等级的膨胀土填筑下路堤提供了依据。     

弱膨胀土路基碾压的现场试验研究

基于弱膨胀土路基碾压现场试验,选用现场实测的45组数据作为样本,分析碾压遍数与含水率、松铺厚度、压实度的关系,深入研究弱膨胀土路基压实需要的碾压遍数。结果表明:施工含水率在3%左右时,对所需碾压遍数几乎没有影响;松铺厚度太厚导致土层下部达不到压实要求,太薄则影响压实效率;一定碾压遍数范围内,压实度随着碾压遍数的增大而逐渐增大,最后趋于稳定值。弱膨胀土路基碾压遍数与填料含水率、松铺厚度、压实度之间的关系,可采用多元非线性模型表示,此回归模型的拟合度较高,F检验回归显著;预测值与实际值较吻合,回代正确率为93.3%。     

中膨胀土路堤包边方案及其试验验证

中膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性，其CBR值低于3％，不能满足路基对填料的强度要求，若用作路基填料必须进行处理。对中膨胀土路堤包边方案进行深入论证，对中膨胀土包边路堤边坡稳定性、路基强度与变形及石灰包边层的保湿作用进行分析。分析结果表明：中膨胀土包边路堤具有较好的浅层稳定性和整体稳定性；包边条件下，填土具有较高的强度和较低的变形，满足路用要求；包边层具有良好的防风化和保湿作用。在此基础上，提出中膨胀土路堤包边方案，并通过现场试验进行验证，试验验证表明，石灰包边方案能经受当地自然条件和气候条件的影响，能保证路基的稳定和安全营运。     

膨胀土路堤填筑施工技术

结合工程实例,介绍了填筑压实标准和压实机械的选择,从膨胀土路堤填筑施工的“三阶段、五区段、九流程”,深入探讨了膨胀土路堤填筑施工要点,可为膨胀土路基工程施工提供借鉴。     

考虑压实度时的土水特征曲线和温度对吸力的影响

取甘肃平定高速路堤黄土,采用张力计量测不同压实度、不同含水率下土样基质吸力随温度的变化;取重庆绕城高速路堤黏土,采用压力板仪量测不同压实度下,土样的土水特征曲线（SWCCs）。试验结果表明：①相同压实度和含水率条件下,基质吸力随温度的升高,近似线性降低;②相同压实度和温度下,随着含水率升高,基质吸力降低;③相同温度和含水率条件下,压实度对SWCCs的影响主要体现在曲线的中段,且压实度越高,影响越大,而在吸力较高段和含水率较高段,压实度对基质吸力的影响很小;④根据不同压实度下重庆黏土的SWCCs,提出了包含压实度的SWCCs直线段的线性表达式,与陈正汉等采用甘肃压实黄土得到表达式相似。     

饱和粉土变形特性三轴试验

对取自南京市某拟建高速公路路基的粉土,在室内按不同的干密度和含水率进行了试样重塑。按不同干密度和不同初始制样含水率进行饱和三轴固结排水剪切试验,测得不同围压条件下的固结排水剪应力-应变曲线以及有效应力比曲线形态等工程特性。分析了粉土干密度、初始制样含水率和围压对饱和粉土强度的影响。试验结果表明:粉土的强度随干密度的增加而变大,随围压增大而增加;初始制样含水率对粉土的强度有不同程度的影响;粉土的应力应变表现为弱应变软化型。     

荆门非饱和压实膨胀土的吸力特征及其本构方程

 吸力与非饱和土的力学性状密切相关,为探讨非饱和膨胀土吸力变化规律,以滤纸法为研究手段,测定6种不同压实度与13种不同重力含水率组合条件下荆门弱膨胀土的总吸力与基质吸力。试验基本覆盖该膨胀土持水状态与密实状态的可能变动范围。研究表明：土体持水状态与密实状态均对压实膨胀土吸力影响显著。相同密实状态下,吸力随持水程度的增大而降低,且变动幅度较大。相同持水状态下,吸力随密实程度的增大而增大。密实度小的试样吸力变化幅度大,密实度大的试样吸力变化相对平缓。在明确吸力变化规律的基础上,构建吸力–饱和度–孔隙比关系的本构方程,数值再现结果与模型预测结果均表明该方程能够有效描述压实膨胀土在可能密实状态与持水状态范围内的吸力变化规律。     

重塑膨胀土三轴增湿变形及力学特性的试验研究

通过三轴增湿变形试验和直接剪切试验,对膨胀土的变形和抗剪强度规律进行了研究.结果表明,膨胀土的极限剪应力、凝聚力和内摩擦角都随着含水率的增大而减小,试样含水率越接近饱和含水率,试样的抗剪强度减小的越快;膨胀土的应力随应变增加呈衰减趋势,并且在增湿变形中以体积变形为主,轴向变形较小;在同一应力状态下,随着含水率的增大,体应变逐渐减小,土样表现为膨胀,在含水率相同的条件下,应力越小,膨胀土在浸水过程中的体积变化就越大.     

压实膨胀土的膨胀变形规律与计算模式

以陕西安康压实膨胀土为对象,通过不同初始干重度、初始含水率和上覆压力的一系列膨胀量试验,得到了人工压实膨胀土的膨胀变形随以上3种因素变化的规律,并总结提出了考虑初始含水率、初始干重度和上覆压力3种因素的耦合变化,满足工程精度要求的膨胀量计算模式,并对该计算模式进行了验证,证实了其正确性。结果表明:在实际工程中,可以通过有限的几组膨胀量试验得到计算模式的参数,用文中提出的计算模式直接计算任意初始干重度、初始含水率的土体在任意压力下的膨胀变形量,具有重要的实用价值。     

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。     

膨胀土填筑公路路堤的物理处治技术

化学改良是以往膨胀土地区筑路研究和倡导(尤其是国外)的主要技术措施,但因工艺复杂、施工设备要求高、不经济而无法推广。我国西部膨胀土地区筑路往往采取弃土换填,造成土地资源浪费、水土流失生态环境破坏,同样导致工程投资大为增加。为此,在实施交通部西部膨胀土项目研究中,以广西南宁–友谊关高速公路为主要依托开展试验,同时总结在不同地区用不同类型和胀缩等级的膨胀土成功修筑多段路堤实体工程的经验,首次提出膨胀土填筑路堤的物理处治技术。通过实体工程现场跟踪监测、室内大型模型试验以及评价膨胀土路用性能的改进试验,对经物理处治后路堤土体含水率的变化、强度以及总体稳定性进行分析评价,论证了这一新技术的合理、有效性。在此基础上总结提出膨胀土路堤物理处治的技术要领及方法供工程参考。     

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。     

合肥滨湖新区膨胀土石灰改性室内试验研究

针对合肥滨湖新区膨胀土及其石灰改性土,进行石灰改良的击实和无侧限的室内试验。试验结果表明:滨湖地区膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性,无侧限抗压强度值低于1MPa,不能满足路基的强度要求,需要改性。经过改性,最佳含水率大幅度提高,并提高了土体的抗压强度,满足路基强度要求。     

降雨/蒸发对膨胀土边坡稳定性影响研究

为深入研究降雨/蒸发作用对膨胀土边坡稳定性的影响,本文将改进的二维渗流模型与极限平衡分析法相结合,计算分析降雨、蒸发两种不同类型的气候作用下试验场地膨胀土边坡体内的渗流场变化及边坡的稳定性;结合试验边坡的现场监测资料,论述了膨胀土边坡的失稳机理。本文的研究表明:持续降雨引发土体吸力降低、强度衰减、有效应力降低并在坡脚处首先达到极限平衡状态;蒸发作用使浅层土体含水量降低,吸力增加,但同时也出现的收缩作用将产生裂隙而折减土体强度且增强渗透性,但土体内吸力的大幅提高则起主导作用。本文的研究成果将有助于分析评价膨胀土边坡在遭受干湿循环作用下的长期稳定性。     

非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究

膨胀土是一种特殊的非饱和土，经典的土力学理论在膨胀土问题中己显得无能为力。因此，用非饱和土力学理论来研究膨胀土问题在理论和实际两方面都具有重大意义。在非饱和土抗剪强度理论中，吸力的量测在工程实际中仍没有一种简单易行的方法。基于这种实际情况，试图通过其他间接的途径来代替吸力的量测，以确定非饱和土的吸附强度。对于膨胀土这种典型的非饱和土，膨胀力是其很重要的性质之一，它的大小受含水量的影响很大；另一方面，膨胀土的抗剪强度也随含水量的变化而不断地变化。进行了大量的膨胀力试验和抗剪强度试验，以确定膨胀土的膨胀力与吸附强度是否有一定的关系。通过对黑山土和梅山土的重塑试样试验得到的试验数据分析发现：膨胀力和含水量之间存在良好指数关系；粘聚力的对数和内摩擦角均随含水量的增大线性减小；非饱和膨胀土的吸附强度与膨胀力之间存在较好的线性关系，并在此基础上优化了非饱和膨胀土抗剪强度公式。     

改性膨胀土CBR值的试验研究

结合郑少高速公路的建设,通过一系列的室内外试验,了解影响改性膨胀土CBR值的主要因素,探讨CBR值的变化规律及改善膨胀土路基CBR值的方法。