花岗岩残积土路基的水泥改良效果试验研究

通过室内基本物理力学特性试验,探究水泥剂量对花岗岩残积土的含水率、界限含水率、击实特性及CBR强度的影响。在此基础上,展开现场试验,修筑水泥改良和未改良的试验段,综合采用灌砂法、PFWD和连续压实技术来检测花岗岩残积土的水泥改良效果。试验结果表明:考虑最佳含水率和天然含水率下试件的CBR强度变化规律,推荐花岗岩残积土改良的最佳水泥剂量为5%;水泥改良试验段的压实度、动态回弹模量以及连续压实CMV值均高于天然土试验段,花岗岩残积土路基经水泥改良后的路用性能得到明显提升。     

花岗岩残积土用作路基填料的试验研究

采用自行设计的矿物分离方法对残积土中片状黑云母矿物实施分离,对片状黑云母矿物的含量与花岗岩残积土填料CBR强度和回弹模量关系进行了试验研究,并对水泥土法改良花岗岩残积土的意义进行了探讨.     

改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明:干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段；干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2~3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2~6倍；基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适；素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生；花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气,产生应力集中现象,这是土样崩解发生的内在驱动力。研究结果揭示了花岗岩残积土崩解机制,可为实际工程中对花岗岩残积土进行改良提供一定的参考。     

赣南山区花岗岩残积土路基的电石渣改良效果试验研究

花岗岩残积土是赣南地区重要的路基填料,天然状态下属于承载力较低的路基过湿土。选取赣南宁定高速沿线花岗岩残积土,通过击实性能试验、剪切试验、CBR试验及循环崩解试验,探究工业废料电石渣对花岗岩残积土的改良效果及合理掺量。结果表明,随着电石渣掺量增大,改良土的最优含水率逐渐增加、最大干密度稍有降低,击实性能明显提升;电石渣掺入后,两种类型花岗岩残积土的剪切性能均有明显提升,砂土型花岗岩残积土饱和抗剪强度更高;电石渣改良后的花岗岩残积土CBR强度显著增大,5%掺量下的两类花岗岩残积土均可满足高等级路床填料要求;具有强崩解性的两类花岗岩残积土经电石渣改良后水稳性能大幅提升,且存在不同的最佳掺量。综合考虑电石渣对赣南山区两类花岗岩残积土路用性能的改良效果,推荐将电石渣用于改良该地区过湿花岗岩残积土路基时,砂土型花岗岩残积土最佳掺量为5%,黏土型花岗岩残积土最佳掺量为7%。     

高液限花岗岩残积土及水泥稳定土填料的研究

通过常规土工试验、CBR试验和无侧限试验,对高液限花岗岩残积土及其水泥稳定土的工程特性进行了试验研究,包括水泥配合比、含水量及龄期对无侧限强度的影响,以及施工工艺和关键参数等。试验表明,高液限花岗岩残积土在提高压实标准和控制含水量的条件下,可用于高速公路路基本体的填料。     

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。     

路遇崩岗泥沙流特征与新型拦沙坝结构研究

花岗岩残积土崩岗泥沙流以小型稀性泥沙流为主,因泥沙淤塞公路排水设施及路面会对道路施工与运营安全造成严重威胁。文中在分析花岗岩残积土崩岗泥沙流物质来源、冲沟与灾害特点及治理措施的基础上,提出了一种土工格栅加筋水泥改性拦沙坝的治理方案,介绍了其结构特征、施工工艺和应用效果。     

干湿循环下花岗岩残积土路堑边坡稳定性研究

干湿循环对花岗岩残积土抗剪强度有明显的影响,其会影响路堑边坡的稳定性。利用前人研究成果获得花岗岩残积土在干湿循环荷载作用下的抗剪强度变化规律,并利用数值软件PLAXIS研究考虑干湿循环条件下花岗岩残积土强度变化的路堑边坡稳定性特性,评估干湿循环对花岗岩残积土路堑边坡稳定性的影响。数值模型首先与前人研究成果进行比对获得了较好的一致性,然后对干湿循环条件下花岗岩残积土强度变化的路堑边坡展开系统参数分析,并考虑了循环次数、初始凝聚力、内摩擦角、初始坡角、开挖坡角等因素的影响。研究结果显示,干湿循环对花岗岩残积土路堑边坡的稳定性有较大影响,可使得边坡稳定性降低10%~30%。研究结论为花岗岩残积土路堑边坡工程的设计和应用提供了一定的理论指导。     

高速公路花岗岩残积土边坡生态防护技术研究

针对湖南省益娄高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,对益娄高速公路沿线残积土边坡进行调研,将坡面按冲蚀程度进行划分,得出其发展规律为溅蚀→细沟冲蚀→浅沟冲蚀→冲沟冲蚀→坍塌,通过前期已施工边坡的局部破坏情况可知花岗岩残积土边坡开挖或填筑后应及时进行防护,特别是雨季之前应完成花岗岩残积土填筑边坡的防护工作,否则将形成恶性循环。为合理确定益娄高速花岗岩残积土边坡防护方法,对已建成的南岳高速公路花岗岩残积土边坡进行调查,结合调研情况与生态边坡防护方法,对益娄花岗岩残积土边坡防护方法与草灌选择提出了相关建议,以供工程参考。     

赣南花岗岩残积土基本物理特性与路用性能研究

为解决赣南山区花岗岩残积土填料的合理处治利用问题,依托江西安远至定南段高速公路建设项目,采用野外调研、统计分析、室内试验与现场试验等手段,对沿线花岗岩残积土的风化成因、粒度特征、结构特征、路用性能、填料处治与路基病害等问题进行研究。结果表明:赣州南部地区花岗岩残积土最为发育,且均含有较多黏土矿物,根据粒径组成可分为黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土;不同类型花岗岩残积土的宏、微观结构特征差异明显;黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土的天然含水率依次增大,击实性能与CBR强度依次降低,且各类填料均具有明显浸水崩解性;总体而言,赣南各类花岗岩残积土填料的基本物理性质及路用工程性质差异较大,天然状态下砾质黏性土的路用性能较好,而砂质黏性土与黏性土属于路基过湿土,填筑时需采用无机结合料改良。花岗岩残积土路基填筑后,常见病害可分为坡面冲刷破坏、路基开裂与浅层滑移破坏及路基不均匀沉降破坏。为减轻和解决填方路基病害问题,填筑时应根据填料性质分别采取处治利用方法,并需结合区域地质情况、降雨特点及路基病害成因,适时调整路基的填筑与防护方案。     

九景线花岗岩风化残积土的物理力学特征探讨

在九景线公路工程地质勘察及前人资料基础上,阐述花岗岩风化残积土的特征。对花岗岩风化残积土的岩土力学特征进行了归纳、分析和探讨。     

不同颗粒成分对花岗岩残积土路堤边坡稳定性的影响

不同颗粒成分土体强度的变化在花岗岩残积土边坡稳定性分析中十分重要。文中通过对不同颗粒成分花岗岩残积土进行渗透试验、土水特性试验、直剪试验,得到其抗剪强度随颗粒成分的变化规律;通过Geostudio中的SEEP与SLOP模块进行有限元数值模拟,分析不同颗粒成分花岗岩残积土边坡的稳定性。结果表明,颗粒成分的差异会直接影响土体的抗剪强度,在雨水冲刷条件下,花岗岩残积土中粗颗粒含量越少,保水性能越好,渗透系数越小,抗剪强度越高,花岗岩残积土路堤边坡稳定系数越大,稳定性越好;若发生失稳,也主要表现为浅层坡面失稳。     

水泥改良全风化花岗岩路基填料水稳定性研究

以川南某高速公路工程为依托,采用振动压实法成型水泥改良全风化花岗岩路基填料试件,研究压实度、水泥剂量及养生龄期对全风化花岗岩填料水稳定性影响规律。结果表明:全风化花岗岩渗透系数和崩解量随压实度提高逐渐降低,当压实度≥96.0 %,渗透系数趋于稳定,压实度提高1.0 %,崩解量约降低8.6 %;掺入水泥后水稳定性显著提高,水泥改良全风化花岗岩与全风化花岗岩试件崩解量比值在4.2以上,当水泥剂量≥4.0 %,改良后渗透系数、崩解量随压实度增大呈线性趋势降低,渗透系数、崩解量降低速率分别为6.3 %、6.4 %;改良后龄期前14天水稳系数增长较快,28天后曲线较平缓,水泥剂量增加1 %,7、28天水稳系数约分别增加10.5 %、9.5 %以上。     

粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性

为了研究粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性,对74组花岗岩残积土的原状土及用作比较的重塑土进行了室内物理指标试验和室内直剪试验。结果表明：花岗岩残积土具有显著的区域差异性,兼具黏性土和砂土的特性,其黏聚力较大,内摩擦角较小;原状土的黏聚力高于重塑土,而两者的内摩擦角基本相同;重塑土和原状土的黏聚力都随着含水率的增加呈现出非线性减小并趋于稳定的变化趋势,但内摩擦角则随着含水率的增加在11°～16°的范围内波动,与含水率几乎无相关性;花岗岩残积土的黏聚力受颗粒组成、含水率、孔隙比等因素的综合影响,造成不同地点原状土的黏聚力和含水率之间的相关性不明显。该结论可为粤西北地区花岗岩残积土边坡的设计提供参考。     

重塑花岗岩残积土土水特征曲线试验研究

为了给花岗岩残积土路基边坡水毁数值模拟提供准确的计算参数,以广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路花岗岩残积土为研究对象,利用压力板仪测定不同密度条件下重塑土样的土水特征曲线,并对不同增湿和脱湿曲线特征进行了分析。试验结果表明,不同初始干密度下重塑花岗岩残积土土水特征曲线具有明显差异,较大的干密度试样脱湿速率较慢,较小的干密度试样增湿速率较快,同时残积土的残余含水量较大,说明花岗岩残积土干密度越大,持水能力越强;增湿曲线和脱湿曲线存在显著差异,进行降雨条件下路基边坡水毁数值模拟计算时应采用增湿土水特征曲线。     

花岗岩残积土路堤边坡水毁病害成因分析及处治措施

花岗岩残积土是一种由花岗岩高度风化形成的特殊土壤,用于填筑的路堤边坡。在传统的防护结构形式下,难以经受连续强降雨的冲刷作用,容易产生水毁病害。结合广佛肇高速公路花岗岩残积土路堤边坡水毁病害情况,分析病害形成原因,提出处治措施并进行施工实践,总结出行之有效的施工方法。     

石灰改良花岗岩残积土力学性质及改良机理研究

湖南益马高速第二合同段沿线挖方段分布着大量的花岗岩残积土,其大部分土质的天然含水率在24%～29%范围内,而通过室内击实试验得到的最佳含水率一般在14%～15%左右,因此不能将花岗岩残积土直接进行93区以上的填筑。由于该类土质的颗粒级配不均且粘性较大,吸水性和保水性强,本项目标段通过前期的大量试验,优先采用生石灰改良处治。通过石灰消化反应大量吸收土中的水分,同时产生大量的热量进一步促进土中水分的蒸发,从而达到降低含水率、提高路基强度的目的。     

全风化花岗岩路基处治对比分析

针对全风化花岗岩填料特殊的工程性质,通过开展全风化花岗岩路基现场改良试验及换填试验,对浏醴高速公路路基94、96区全风化花岗岩换填处治、石灰改良及水泥改良进行了分析,并对比分析各种处治方式的改善作用、施工控制性、可维护性,以指导全风化花岗岩地区的公路建设.     

胶结剂对花岗岩残积土微生物固化特性的影响规律

为系统分析胶结剂对花岗岩残积土微生物固化特性的影响规律，分别考虑氯化钙、氯化镁与乙酸钙等3种胶结剂以及4种固化次数，进行微生物固化花岗岩残积土的室内试验，对不同工况的固化试样分别开展无侧限抗压强度(UCS)、碳酸盐生成率、崩解、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)试验，以此分析胶结剂与固化次数对花岗岩残积土力学特性的影响规律及其固化机理。研究结果表明：试验采用的3种胶结剂下，花岗岩残积土的固化效果均随固化次数的增加而提升，固化次数相同时，氯化钙、氯化镁、乙酸钙3种胶结剂对花岗岩残积土的固化效果依次减弱；固化最佳工况为氯化钙固化14次试样，无侧限抗压强度达到1 045 kPa,崩解系数降至9%;固化次数较少时固化试样存在明显的不均匀性，其随固化次数的增加而得到改善，但其改善效果随固化次数增加而减弱；不同胶结剂反应产生的碳酸盐沉淀晶体形态不同，其主要附着在土体颗粒表面和颗粒之间，所起胶结作用是改善花岗岩残积土固化试样宏观物理力学特性的根本原因。     

莲株高速全风化花岗岩路基填料改良试验研究

为研究全风化花岗岩及其水泥改良土的工程特性,以莲株高速升级改造工程沿线的全风化花岗岩土样为基础,对掺加0%、4%、6%、8%这4种不同掺量的水泥进行改良,进行了全风化花岗岩改良土的界限含水率、击实、CBR、抗剪强度和刚度试验,分析其工程特性。试验结果表明:未改良的全风化花岗岩仅满足下路堤(93区)填筑的要求;经过水泥改良的全风化花岗岩,不同压实度下的CBR值均获得提升,经过4%水泥处理的改良土满足上路堤(94区)的填筑要求,经过8%水泥处理的改良土可以用于填筑路基的各个部位;改良土的粘聚力、内摩擦角、回弹模量随着水泥用量的增大而不断增大,但内摩擦角增加不明显;随着含水率的提高,改良土的粘聚力逐渐降低,内摩擦角和回弹模量则呈先提高后降低的趋势,且都在最佳含水率附近获得峰值。