细粒含量对砂性土压实特性影响的试验研究

砂土作为一种比较特殊的路基填料，其压实特性对路基施工方式和施工质量有重要影响。随着细粒含量的增加，砂土填料可能呈现出不同的压实特性。根据现行《铁路土工试验规程》，用低液限粉土对一系列掺配不同细粒含量的细砂进行重型击实试验，研究细粒含量对砂土击实特性的影响。结果表明:细粒含量对砂土的击实特性有显著影响，随着细粒含量的变化，砂土的击实曲线可分为三种典型类型:随机小幅波动的类直线型、横写"S"型、单驼峰型，后两种击实特性曲线的临界细粒含量约在30%；细粒含量超过30%的砂土具有良好的击实特性，可作为一种良好的路基填料。     

滨海地区细砂填料改良的试验研究

滨海细砂级配不良、CBR值不满足高等级公路路床填料要求且难以压实,作为路床填料时,需要进行改良处理。通过对试验室水泥改良砂、碎石改良砂试验结果进行分析,阐述了改良砂土的CBR、回弹模量与水泥掺入量、碎石掺入量以及压实度的相互关系,得出了水泥改良砂和碎石改良砂的适宜掺入量以及改良砂的压实度要求;通过干湿循环试验及不同浓度的硫酸镁溶液腐蚀性试验,评价了水泥改良砂的耐久性;通过动三轴试验得出了两层水泥改良砂填料摊铺的时间间隔要求,评价了上层水泥改良砂碾压振动荷载对下层的影响。     

路基水盐迁移及其对路用性能的弱化影响研究

针对盐渍土地区的高速公路填料，采用自制冻融循环试验装置进行了冻融循环作用下砾类土路基水盐迁移试验，结果表明:距路基顶面20 cm以下的中上部土层为主要的“聚盐层”，此高度范围主要发生盐分迁移和“水去盐留”的蒸发聚盐过程。分析了细粒含量对砾类土路基冻融循环冻胀变形量和压实度衰减率的影响，细粒含量越高，路基冻融变形量越大，压实度衰减率越大。土样经过冻融循环后，其回弹模量和CBR显著降低，冻融循环引起的路基次生盐渍化导致其路用性能的弱化。从减少毛细水和盐分迁移、减缓路基压实度衰减和冻胀角度出发，季节性大温差极端环境下强盐渍土地区砾类土路基填料应将细粒含量控制在10%以下。     

高等级公路填砂路基压实技术研究

为了将江（河）砂作为路基填料用于高速公路工程,对填砂路基的压实技术展开了研究。根据室内试验得出的代表性砂土的最大干密度,制定出路基不同层位的压实控制指标与标准。依据填砂路基压实功的需求与既有碾压设备的工作性能,确定了压实机械的振动加速度与施工碾压速度。通过现场试验确定了不同松铺厚度下压实度与碾压遍数的关系,以及现场干密度与填料含水量之间的关系,从而确定了现场施工时对松铺厚度、碾压遍数与填料含水量的选择。提出了填砂路基的施工工艺流程。     

细粒砂岩填料在成渝高速铁路路基工程中的应用

以成渝高铁工程为依托,对细粒砂岩填料的料源选择、生产方式、填筑工艺、压实质量检测、沉降观测等进行研究。结果表明:可选较软及硬质砂岩加工A,B组填料。施工过程中应严格控制填料含水量,在最佳含水量范围内,填层碾压质量可达到规范要求;在最佳含水量范围外,增加碾压遍数,会使压实层表面填料二次破碎形成细砂层,压实质量变差;使用细粒砂岩填料填筑路基,在碾压遍数较多、堆载预压情况下,沉降稳定时间约6个月,应加强施工组织的合理性。     

武广客运专线衡阳段路基A,B组填料试验研究

通过颗粒分析、击实试验、中德对比分析试验及土工大三轴剪切试验等,研究武广客运专线路基A,B组填料路基填筑质量控制指标及其强度特性,并考虑填料中细粒土含量的影响。研究结果表明:路基以压实系数作为密实度控制指标是最合理的;衡阳段路基密实度控制指标:基床底层压实系数应取0.95,路基本体压实系数应取0.93;路基施工中碾压荷载应控制在一定范围内,细粒土的含量为6%其路基填筑质量更好。研究成果在该段路基施工中应用,取得了比较理想的效果。     

黄河冲积区域粉砂土的工程性质试验研究

本文以黄河冲积区域某道路工程为依托,对4个标段典型代表性土样进行物理力学性质试验研究。通过分析各标段典型土样物理力学试验结果,试析该地区将粉砂土作为路基填料的压实特性。结果表明:细粒组含量和黏粒含量与粉砂土的最佳含水率呈正相关;在4种典型土样中,粉砂土中细粒组含量越多,则压实性能就越好;由于个别标段土质黏粒含量较低,致使粉砂土在击实后空隙仍较大,土体的密实度较低。分析结果对该地区路基工程压实施工以及进一步改进填料性质等提供参考依据。     

江西花岗岩残积土分布及路用性能研究

通过对比不同规范,明确花岗岩残积土与全风化花岗岩的区别;通过文献调研与现场勘察,确定江西花岗岩残积土分布状况;对30处代表性花岗岩残积土试样进行物理力学性能试验,对天然状态下花岗岩残积土路基进行压实试验,调研在建花岗岩残积土路基边坡稳定状况,明确其工程特性。试验结果表明:江西花岗岩残积土主要分布在赣南地区,风化程度相对较低,天然含水率高,部分细粒土具有高液限特性,细粒土含量较少,以砂性土为主,工程性质较差,一般只适用于下部路堤部分填筑,用作上路床填料时需进行处治;在天然状态下难以压实,在持续降雨作用下,路基边坡容易出现开裂和滑塌。     

掺砂对于湖区路基黏土工程性质的影响研究

湖南省洞庭湖地区广泛分布着高压缩性的黏土,通常被视为路基不良填料,为了获取该类填料物理改良的依据,该文选取了洞庭湖地区具有代表性的两种黏土,分别对其掺入了5%～15%的细砂、中砂和粗砂而形成了多组改良土,随后对改良土进行了界限含水率试验、击实试验以及加州承载比试验,并根据工程性质的变化和经济成本,得出了适应于该地区黏土的改良方案。研究结果表明:掺砂可以有效降低黏土的液限和塑性指数,但掺砂量和掺砂种类对上述两项指标影响不大;此外,掺细砂对承载比提高的效果最为明显,而且相应的细砂改良土最优含水率较高,意味着进行压实前的翻晒周期相对较短。     

煤矸石填筑路基的现场试验研究

以厦蓉高速公路龙岩东联络线王庄隧道附近煤矸石作为路基填料为例,采用普通压路机和大激振力压路机对不同松铺厚度的煤矸石路基对比施工,以压实度和沉降率为控制参数,获得大激振力压路机下煤矸石路基填筑的最佳松铺厚度与最优施工机械组合。试验结果表明:大激振力压路机对煤矸石路基的碾压效果比普通压路机好;综合压实度和沉降率两个判断标准,建议大激振力压路机下煤矸石路基的最佳松铺厚度为60cm。对于下路堤和上路堤,其最优机械组合工况分别为静压1遍+弱振1遍+强振3遍+静压1遍以及静压1遍+弱振1遍+强振4遍+静压1遍。不同层位的压实度并不是随着碾压遍数的增加而增大,其上层和中层压实层的压实度随着碾压遍数的增加呈现出先增大后缓缓下降的趋势,上层压实度的下降趋势比较明显;下层压实度则呈现出先上升后趋于稳定的变化曲线。试验成果可为煤矸石路基施工提供参考。     

包边填砂路基边坡稳定性计算方法研究

为了研究粘性包边土层与砂填料所共同构成的填砂路基边坡的稳定性,分析了填砂路基的破坏模式与破坏机理,并通过模型试验的结果得到了滑动面位置。根据所得的滑动面位置对填砂路基边坡稳定计算公式进行了推导,确定了稳定性系数的分析计算公式。研究表明：包边土可以使填砂路基边坡浅层滑动面向路基填料内部转移;在地基条件较好的情况下,被动土楔的滑动面为包边土内部过坡脚的一条斜线;主动土楔的滑动面位于填料内部的一条斜线,与被动土楔的滑动面构成折线滑动面;设计中应尽量选用抗剪强度较高的改良粘性土作为包边材料,同时应重视包边土的压实质量。     

环境温湿度作用下路基强度衰变试验分析

该文以环境场温度和湿度作用下典型路基土为研究对象,结合室内环境模拟条件下路基回弹模量测试试验及现场路基湿度与模量测试试验,研究路基强度的衰变特征。试验结果表明:室内环境模拟试验与现场测试结果相吻合,路基回弹模量受土质类型、路基含水率状态影响显著,建议公路路基设计应考虑含水率变化影响,细粒土填料应在最佳含水率附近压实,并做好防排水设计,以保持路基湿度与强度状态。在南方非冰冻区或北方季冻区,当路基土存在地表渗水或地下水等外来水源补给时,受环境温度及湿度循环作用,路基湿度将从最佳含水率状态向平衡湿度状态过渡,公路路基湿度增幅均高达10%～15%以上,路基模量急剧衰减,降幅约50%。同时,现场测试试验还表明当能有效控制地表或地下水源补给时,保障路基处于干燥或中湿状态,可明显减缓环境温湿度产生的路基湿度状态及回弹模量不利影响。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

拓宽路基水力特性引发差异沉降的数值分析

拓宽路基由于压实度的不同,其水力特性存在差异。在大气作用下土体非饱和水力特性的差异会直接影响土体的应力状态差异,进而引发差异沉降。该文利用Geo-Studio有限元软件,将试验获得的不同压实度下的土水特征曲线和渗透系数输入到软件中。通过模拟广州地区长期降雨和蒸发条件,探讨了在降雨作用下新老路基差异沉降产生的因素以及影响大小,分析了降雨和蒸发过程中新老路基的含水率变化规律。结果表明:在接近降雨入渗面处的新老路基孔隙水压力变化较大;差异沉降的大小与新老路基的渗透性关系密切。     

干旱荒漠区天然砂砾路基填料压实特性分析

为研究天然砂砾路基填料的振动压实特性,首先采用筛分法对干旱荒漠地区多条在建高速公路的天然砂砾路基填料进行颗粒组成分析,其次进行表面振动压实试验,采用湿土法分析含水量对天然砂砾干密度的影响,采用干土法分析含石量、级配特性和振动时间对天然砂砾压实效果的影响。基于不同粗颗粒组含量下的最大干密度结果,拟合了天然砂砾最大干密度与粗颗粒中各粒组含量之间的关系式,并利用粗颗粒粒组含量确定天然砂砾的最大干密度。研究结果表明:新疆干旱荒漠区天然砂砾路基填料为不均匀土,级配不良的主要原因为曲率系数较小,填料中细粒含量较少;天然砂砾的干密度随着含水量增大会有谷值与峰值,与黏性土的单峰值变化有明显区别;天然砂砾含石量对最大干密度有显著影响,其最大干密度随含石量的变化分为明显的3个阶段,当含石量为60%时,可以得到最大干密度的最大值;不同级配的天然砂砾的干密度对振动时间的敏感性有明显区别。     

非洲滨海公路沿线粉细砂工程特性研究

在对非洲滨海公路沿线砂源进行广泛调研的基础上,选取若干典型砂样进行了一系列材料试验与加速加载测试,掌握了非洲滨海公路沿线粉细砂的级配特征、压实特性以及物理力学性能,并评价及验证了其路用性能。研究结果表明:在一定条件下,非洲滨海公路沿线粉细砂的路用性能较好,能够满足工程技术要求,可以作为公路路基填料。     

大气作用下非饱和黄土路基湿度变化及影响因素研究

以西北地区的黄土路基为研究对象,以夏秋季节大气作用下的降雨—蒸发作用对路基湿度场、温度场以及变形的循环作用机理为研究目的,采用室内物理力学试验、人工填筑模型试验等多种研究方法,详实展开了降雨—蒸发循环作用下非饱和黄土路基土体含水率、温度、孔隙水压力以及变形的动态响应规律和稳定性研究;并对不同大气作用下,路基土体湿度场、温度场以及横向变形的变化规律和影响因素进行分析。发现非饱和黄土路基边坡在降雨入渗过程中,对应着一个临界入渗强度,路基边坡的表层土体含水率的变化比较明显,中雨对路基土体湿度变化的影响深度最大,路基不同位置土体含水率受到影响的程度不尽相同,非饱和黄土路基中水分的入渗速度要大于蒸发速度。     

路基水盐迁移特性及对路基路用性能影响的试验研究

为了探明公路路基水盐迁移特性及对路基路用性能的影响,依托青海察(尔汗盐湖)格(尔木)高速公路察尔汗盐湖区段路基工程,以察尔汗盐湖区段沿线的含砂低液限粉土、粉土质砂、砾类土为研究对象,开展毛细势作用下非饱和土路基水盐迁移及路用性能室内试验研究,揭示在毛细势作用下强盐渍土地区公路路基水盐迁移规律,明确不同填料路基毛细水的上升高度与盐渍化程度,以及次生盐渍化对路基路用性能的影响。研究结果表明:含砂低液限粉土(非盐渍土)、含砂低液限粉土(弱盐渍土)与砾类土路堤毛细水最大上升高度分别为85、75和55 cm,有害毛细水上升高度分别为60、40和45 cm,次生盐渍化高度分别为50、30和45 cm;随含盐量的增加,粉土填料CBR值整体上呈减小趋势,而砾类土路堤填料CBR值呈现出先增大后减小的趋势,验证了水盐迁移造成粉土和砾类土路基路用性能的降低,但次生盐渍化对粉土路基路用性能的影响更甚。     

千枚岩用于高速公路路基填料的适用性研究

对千枚岩的物理力学特性、水稳定性以及其CBR与压实度的关系进行了研究,结合现场千枚岩路基填料碾压特性,提出了千枚岩作为高速公路路基填料适用层位及压实要求。结果表明:随着千枚岩风化程度加重,其颗粒密度和块体密度减小,含水率、吸水率和孔隙率逐渐增加,点荷载强度减小;随着干湿循环作用次数增加,千枚岩试样崩解量递增、耐崩解性指数减小;与干燥千枚岩相比,饱水千枚岩强度显著降低,降低幅度达39%~64%;适当提高压实标准,弱风化千枚岩可用作路基填料,中风化千枚岩可用于路堤和下路床,强风化千枚岩只适用于下路堤;采用3%~4%水泥改良中风化、强风化千枚岩可适用于路基各结构层。     

初始湿度影响降雨入渗路基湿度场演变规律数值试验研究

为研究土质路基湿度场受其初始湿度影响所产生的形态分布与变化问题,分别构建了5种具备不同初始湿度的路基数值试验模型,通过分析二维入渗方式的降雨试验结果,总结了不同初始湿度影响下路基湿度场扰动区的分布特征,以及扰动区扩距与扩速、路基湿度与梯度等指标变化的主要规律,并阐述其根本机理。研究结果表明:降雨入渗路基产生湿度扰动区的形态与变化显著受到路基初始湿度差异影响;除坡表之外,扰动区同测位的路基湿度随初始湿度增大基本呈线性增长,且测点距离坡表越远,线性的斜率越大;扰动区扩距随着初始湿度增大基本符合线性递增变化;初始湿度越大则路基土的初始渗透系数越大,扰动区扩展速度越快;整个湿度扰动区可划分为前、后两个区域,后区湿度值较大、梯度值较小,而前区与之相反,且随着路基初始湿度增大前扰动区的湿度梯度基本呈指数减小。