生石灰改良膨胀土路基的应用效果探讨

为研究固化剂改良膨胀土在铁路路基中的应用成效,以应用最为广泛的固化剂——石灰为代表,结合实际铁路路基工程的施工质量要求,设计了生石灰改良膨胀土的击实试验、加州承载比试验及胀缩性试验。试验结果表明:在含水率增至最优含水率前,干密度相应增加,而后含水率继续增加,干密度减小,总体上二者的变化关系曲线呈抛物线形;在不同击实条件下,贯入量均随单位压力的增加而增加,且贯入量呈加速度增加的趋势,三组试样的承载比(RCB值)均满足相应规范要求;试样膨胀率均低于4%,且随着击实次数的增加,干密度在随之增大的同时,试样吸水膨胀的程度也呈线性增长趋势。     

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。     

含砾细粒土最大干密度试验研究

最大干密度是检测土体压实质量的重要指标,针对丘陵、山区常见的含砾细粒土,采用剔除法对不同砾石含量的细粒土进行击实试验。试验结果表明:砂砾料含量与最大干密度之间呈线性关系,随含量的增大最大干密度增大,提出同比例延伸法推求含砾细粒土的最大干密度值。研究结果对含砾细粒土碾压质量控制具有一定的参考意义。     

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。     

超大粒径人工砾石土的击实特性试验研究

对2种击实功、3种击实尺寸、8种掺砾量的人工砾石土进行击实试验,研究人工砾石土颗分曲线、最优含水率、最大干密度、破碎率、细料变化等特性。得出尺寸效应、骨架作用、掺砾量、击实功是人工砾石土击实特性的关键影响因素。人工砾石土在击实功能的作用下颗粒级配趋于良好,其最优含水率均随人工掺砾石量的增加而降低,破碎主要发生在粒径大于约为最大粒径的0.5倍的颗粒范围内。当掺砾量小于60%时,采用2 690 kJ/m3功能300型击实对超大粒径人工砾石土进行质量控制是完全合适的。对于超大粒径人工砾石土的压实度检测,采用粒径小于20 mm的颗粒更能反映击实料的细料变化。     

超大粒径人工砾石土的击实特性试验研究

 对2种击实功、3种击实尺寸、8种掺砾量的人工砾石土进行击实试验,研究人工砾石土颗分曲线、最优含水率、最大干密度、破碎率、细料变化等特性。得出尺寸效应、骨架作用、掺砾量、击实功是人工砾石土击实特性的关键影响因素。人工砾石土在击实功能的作用下颗粒级配趋于良好,其最优含水率均随人工掺砾石量的增加而降低,破碎主要发生在粒径大于约为最大粒径的0.5倍的颗粒范围内。当掺砾量小于60%时,采用2 690 kJ/m3功能300型击实对超大粒径人工砾石土进行质量控制是完全合适的。对于超大粒径人工砾石土的压实度检测,采用粒径小于20 mm的颗粒更能反映击实料的细料变化。     

击实砾质土抗拉强度试验研究

抗拉强度是黏性土的一个比较重要的力学性质,由于在工程中使用相对较少,对其研究并不多。实际上,诸如土体裂缝、坍塌、土石坝心墙水力劈裂等不少工程问题都与抗拉强度有着密切的关系。对3种砾质土进行击实试样的抗拉强度试验,研究抗拉强度随试样干密度、前期固结压力和含水率等的变化规律。试验结果表明,击实砾质土抗拉强度随着干密度的增加而增加,增加幅度显著;随着前期固结压力的增加,土的抗拉强度也增大,但在试验范围内(固结压力100～500kPa)增大并不明显。随着含水率的增加,抗拉强度稍有减小。在所试验的含水率、密度和前期固结压力范围内,试验得到的砾质土抗拉强度为20～80kPa。     

高液限过湿土的改性试验研究

为解决盘兴高速公路沿线路基挖方产生的大量高液限过湿土处理问题,以盘兴高速公路第三合同段的高液限土为研究对象,通过添加不同比例的胶凝材料进行颗粒分析试验、液塑限试验、击实试验和室内加州承载比(CBR)试验分析,依据不同掺量和压实度条件下各控制参数的变化规律确定最优掺量比,在最优掺量条件下,进一步分析施工控制参数,即含水率、压实度、击实功的变化规律,获得水稳定性和强度兼顾的施工参数组合,达到了预期的效果。     

冻融循环下压实度对粉质黏土力学性质影响的试验研究

 冻融循环是冻土地区路基填料性能劣化的主要因素之一。以压实度和冻融循环次数为主要变量,对青藏高原粉质黏土力学性质的变化规律进行三轴试验研究。试验结果表明：初始压实度对粉质黏土力学性质的冻融效应具有显著影响。不同压实度试样的应力–应变曲线形式随冻融次数的增加趋于接近,并由应变软化型向硬化型过渡。封闭系统中试样的水分迁移会引起含水率的增减分区分布,低压实度有利于增大水分迁移量和含水率增高区的分布范围。冻融过程对高压实试样的破坏强度以降低为主,对低压实度试样则相反。在最优含水率附近,土体抗剪强度随含水率呈非线性变化规律,因此试样内部水分重分布也可能会导致强度的改变,且其作用效果受压实度影响具有不确定性,压实度较高时会导致试样黏聚力减小,压实度较低时则相反;不同压实度下内摩擦角均呈现增大的趋势,且压实度越低,变化幅度越大。冻融过程中,土体干密度和含水率变化对力学性质的影响是同时存在的,由于初始压实度和冻融次数的不同,对强度变化起主导作用的因素也不同。水分重分布是不同压实度土体力学性质冻融循环效应的整体趋势和具体过程呈现多样化的原因之一。     

不同土石掺配比例对土石混合料的力学及渗透特性影响试验研究

将细粒土与碎石含不同比例掺配后进行了击实试验及击实后的力学、渗透试验，随着土石掺配比的增加，土石混合料的最大干密度将随着增加，最优含水率随之减小。在击实状态下，随着砾石掺配比的增加，土石混合料的抗剪强度增加，压缩压缩模量增大，渗透性有所增加。混合料出现上述工程特性的原因是随着土体中砾石含量的增加，土中的砾石颗粒逐渐形成骨架，细粒土填充在骨架中，所形成的土体结构在受剪时颗粒之间相互接触、咬合嵌套，增强了抗剪强度，降低了压缩性，同时由于土体中形成了更多的空隙，渗透性有所增加。     

探究路基填筑砾类土压实度控制方法

结合张石高速公路石家庄正定段路基填筑砾类土施工,具体介绍砾类土填筑压实度控制方法。根据以上压实度控制方法,立即应用于现场路基填筑压实度检验中,实际结果正如当初设想的一样,由于针对不同含石量均有相应的最大干密度,避免了常规击实试验标准的单一性,使标准也灵活了起来,基本杜绝了严格碾压后路基压实度不达标或超百的现象,充分保证了路基填筑施工质量。     

格宾网加筋红砂岩粗粒土的强度和变形特性

开展了不同加筋层数、不同压实度、不同含水率的格宾网加筋红砂岩粗粒土大三轴试验,分析格宾网层数、试样含水率和压实度对红砂岩粗粒土应力应变关系、强度和变形特性的影响,引入强度比参数评价加筋效果,并与土工格栅加筋方案进行对比。试验结果表明:格宾网加筋能明显提高红砂岩粗粒土的峰值强度和土体延性;格宾网加筋使红砂岩粗粒土的黏聚力大幅提升,但其内摩擦角提高幅度不大;在同一压实度下,加筋和未加筋土体的黏聚力随含水率变化呈现非线性变化关系,且在最佳含水率附近达到峰值;在同一含水率下,黏聚力和内摩擦角随试样压实度的增加而增大;加筋效果与加筋层数、土体含水率和压实度有关,格宾网加筋的作用发挥随围压增大而减小。     

多次冻融条件下土体的融沉性质研究

以青藏铁路那曲物流中心站场路基填料为研究对象,通过室内试验深入研究和分析了压实度、荷载以及冻融次数对土体融沉性质的影响规律。研究结果表明：第1次冻融过程中压实度大的试样的冻胀融沉量小,而经历多次冻融后压实度大的试样的冻胀融沉量则变大;多次冻融后较大压实度的试样表现为隆起变形,而较小压实度的试样则表现为压密变形,即不同压实度试样在经历多次冻融后压实度趋于某一定值;存在一临界压实度值,该值下多次冻融后试样高度不发生变化;荷载的压密作用在抑制冻胀变形的同时也加剧了试样的融沉变形,总体变形量随荷载的施加和增大而增大;补水条件下多次冻融后试样的含水率远远大于初始含水率,因此应做好防排水措施;外界水源补给量随冻融次数的增加而减小,并在经历3次冻融后达到稳定,且冻结过程中的补水量远远大于融化过程中的补水量;融沉系数随冻融次数的增加先增大而后减小并在经历5次冻融后趋于稳定,因此可将5次冻融后的融沉系数作为评价土体融沉性质的指标。     

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。     

宽级配砾质土压实特性试验研究

宽级配砾质土随粗料含量变化呈现出悬浮–密实、密实–骨架和骨架–空隙3种不同结构,因而表现出不同的压实特性。依据等量替换法剔除超径颗粒后,对糯扎渡堆石坝心墙料的不同掺砾量的宽级配砾质土进行了重型击实试验,研究了宽级配砾质土在不同粗料含量、不同结构下的压实特性,并对击实作用下颗粒破碎规律进行了分析。试验结果表明:随掺砾量或粗料含量的增大,最大干密度呈先升后降的变化趋势;击实后颗粒破碎随粗料含量的增大而增加。     

黄土状粉质黏土PMT与SPT相关性研究

旁压试验与标准贯入试验是常见的2种原位试验方法,旁压模量、极限压力、标准贯入击数是刻画土体力学性质的参数指标。标准贯入试验操作简单且成本较低,旁压试验可获取土体多个力学参数指标,但操作复杂且造价昂贵。本文旨在揭示黄土状粉质黏土旁压模量、极限压力、标准贯入击数随土体天然含水率变化的演化特征,进而探究旁压模量、极限压力关于标准贯入击数的经验表达式。为此选取河南郑州地区某铁路黄土路基,开展47组旁压试验与标准贯入试验,回归分析得到旁压模量、极限压力、标准贯入击数、土体天然含水率的经验关系,并基于统计学分析方法开展假设检验,验证经验关系的可靠性。研究结果表明：随着天然含水率增大,郑州地区黄土状粉质黏土标准贯入击数、旁压模量、极限压力均线性减小,当含水率增大至塑限后,标准贯入击数、旁压模量、极限压力的线性减小速率均增大;旁压模量与标准贯入击数、极限压力与标准贯入击数均存在线性关系,假设检验方法 F检验验证了旁压模量、极限压力经验表达式的有效性;与已有研究相比,本文试验得出的经验表达式具有更高的相关系数,本试验采用的PMT与SPT相关性经验公式拟合分析方法在黄土状粉质黏土中适用性更佳。研究成果可为...     

水泥砾质土渗透特性试验研究

为研究水泥砾质土渗透特性,改进了常规三轴试验装置,并在该装置上进行了水泥砾质土三轴渗透试验,分析了水泥掺入比、掺砾量、压实度和渗透压对水泥砾质土渗透特性的影响。研究结果表明:水泥砾质土的抗渗性能随水泥掺入比的增加而得到较大幅度的提高;当掺砾量在30%~50%范围时,水泥砾质土的渗透系数在10~(-7) cm/s数量级,且满足土石坝心墙抗渗要求;相同掺砾量下,水泥砾质土渗透系数随着压实度的增加而降低,尤其是压实度≥98%时,其抗渗性能得到大幅度提高;在相同应力状态下,水泥砾质土渗透系数k_(20)与渗透压力比P(渗透压力p/大气压力pa)符合双曲线模型,且该双曲线可转换成P/k_(20)与渗透压力比P之间的线性关系。该研究成果为水泥砾质土应用于高土石坝心墙提供科学支撑。     

路基黏土-砂混合填料的工程特性

为研究路基黏土-砂混合填料的工程特性,本文选取高岭土和石英砂,分别制备不同含砂率与含水率的黏土-砂混合物试件,开展轻型击实、液限塑限联合测定、自由膨胀率、承载比(CBR)、无侧限抗压强度试验。结果表明,随着含砂率增加,黏土-砂的最大干密度升高,最佳含水率、塑限、液限、塑性指数降低。在相同含砂率下,黏土-砂的CBR值随着含水率上升先增后减。若含砂率上升,则黏土-砂的最大CBR值升高,最大CBR值所对应的含水率降低,黏土-砂满足作为路基填料的CBR值要求时,所对应的含水率范围明显收窄。随着含水率或含砂率增加,黏土-砂的自由膨胀率与无侧限抗压强度均减小。相比于含砂率,含水率对黏土-砂无侧限抗压强度的影响更显著。     

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。     

砂性土填料抗剪强度指标的试验研究

压实度及含水率是影响砂性土填料抗剪强度指标的重要因素。以厦蓉高速漳州段砂性土填料为研究对象,通过击实试验和18组正交设计的直剪试验,对不同含水率及压实度下砂性土填料的抗剪强度指标进行研究。击实试验结果表明,砂性土填料的最大干密度为1.88g/cm3,最优含水率为10.2%。直剪试验结果表明:砂性土填料的内摩擦角随压实度的增大呈近似线性增长,但与含水率无明显相关;砂性土填料的黏聚力随压实度的增大呈近似线性增长,同时随含水率的增大先增大后减小,在最佳含水率附近达到最大值。