石屑改良膨胀土的剪切特性试验研究

为了研究石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性,通过直剪试验研究了石屑掺量、初始干密度对石屑改良膨胀土的抗剪强度及其指标的影响。结果表明:石屑可显著改善膨胀土的抗剪切性能,但石屑掺量、初始干密度对膨胀土的抗剪强度参数和抗剪强度的影响各异。过大的石屑掺量会降低膨胀土的黏聚力,提高膨胀土的内摩擦角,但降低膨胀土的抗剪强度。提高初始干密度可提高膨胀土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度。在石屑改良膨胀土路基施工中,适宜的石屑掺量和较高的压实度,对提高石屑改良膨胀土路基施工质量有利。     

建筑垃圾改良膨胀土特性试验研究

通过不同掺比、不同级配组合建筑垃圾掺入到膨胀土后进行室内试验,分析试样的无侧限抗压强度、CBR力学特性和膨胀特性规律。结合建筑垃圾改良膨胀土作用机理,对工程特性进行分析。研究结果表明:一定比例掺量的建筑垃圾可以显著改善膨胀土的物理力学、膨胀性能;建筑垃圾改良膨胀土的力学特性、胀缩性取决于建筑垃圾的掺比和土的初始含水量大小,此外级配对其也有一定影响。当建筑垃圾掺比为40.0 %左右,混合土含水率为12.4 %左右、采用19.5～31.5 mm粒级再生料时,建筑垃圾改良膨胀土具有更好的工程特性,满足路基填料的要求。     

玄武岩纤维改善膨胀土性能试验研究

本文介绍了试验的原材料性质和试验方案,并阐述了玄武岩改善膨胀土的机理;通过对经过玄武岩改良后的膨胀土进行室内试验,研究不同玄武岩纤维掺量和不同养生期对改良膨胀土的胀缩及强度的变化影响规律,从而为公路建设提供参考。结果表明,玄武岩纤维改善膨胀土的无荷膨胀量及膨胀力都随纤维掺量及养生龄期的增加而减小;一定掺量范围内,抗剪和抗压强度均随纤维掺量的增加而增加,超过范围后又有所降低;玄武岩纤维最佳掺量为0.3%,膨胀土的最佳养护期为14d。     

磷尾矿—EPS玄武岩纤维改良膨胀土试验研究

以安徽某公路工程膨胀土为研究对象,在保持含水率和干密度不变的情况下,依次将磷尾矿、EPS颗粒、玄武岩纤维按不同比例掺入膨胀土中,基于最佳掺量进行改良土试验,试验结果表明:适量磷尾矿改良膨胀土能有效降低膨胀土的膨胀率,提高膨胀土的抗压强度和剪切强度,掺量为7. 5%时效果最佳。同时对抗剪强度指标分析,粘聚力与掺量成线性关系,内摩擦角与掺量成二次多项式关系; EPS能抑制膨胀土的膨胀性,但会降低膨胀土的抗压强度和延性,掺量为20%最佳;玄武岩纤维对复合改性土抗压强度贡献很小,但能增强其延性;最终得到磷尾矿、EPS和玄武岩纤维最佳掺量分别为7. 5%,20%,0. 4%。     

风化砂改良膨胀土无荷膨胀率及强度特性试验研究

在保持含水率和干密度不变的条件下,将风化砂以不同比例掺入膨胀土中,通过击实试验、无荷膨胀试验和三轴试验,研究风化砂改良膨胀土的效果。研究结果表明:最优含水率随掺砂量增加而减小,但最大干密度先增大后减小;随着风化砂掺量增多,膨胀率相应降低;当掺砂量达到40%时,膨胀率降低了6.64%,风化砂能明显抑制膨胀土的膨胀性;膨胀土的主应力峰值随掺砂量的增加先增大后减小,当掺砂量为16%时抗剪强度最大,而黏聚力随掺砂量的增加逐渐减小,内摩擦角先增大后减小,因此确定最佳掺砂量为16%。     

固废再利用改良膨胀土性能研究及效果评价

依托荆州城北快速路穿越膨胀土发育区工程,通过室内试验和现场试验,分析水泥、石灰和建筑垃圾对膨胀土的改良效果。结果显示：改良土最佳含水率与水泥、石灰的掺量呈正相关,与建筑垃圾掺量呈负相关;水泥、石灰、建筑垃圾均能显著提高改良膨胀土的CBR值、无侧向抗压强度,水泥改良土提升幅度最大;现场试验得出三种改良材料均能显著降低土样膨胀率。基于应用实践效果,确定不同改良措施的松铺系数、摊铺厚度、压实工艺等关键技术参数。     

钢渣、稻壳灰和生石灰改良膨胀土的性能研究

为了研究钢渣(SS)、稻壳灰(RHA)和生石灰(L)改良膨胀土(C)的性能,首先利用无侧限抗压强度试验确定了3种添加剂的最佳掺量。然后通过标准压实试验对改良土的最大干密度和最优含水率进行了测试分析。在此基础上,通过加州承载比试验和三轴试验分析了膨胀土和改良土的岩土力学性能,以及最佳组合土作为路基路面材料的性能。结果表明:(1)改良膨胀土的最佳混合比例是65%C+20%SS+5%L+10%RHA;(2)改良土的颗粒组成、物理性质及胀缩性得到明显改善;(3)用改良土进行路基的铺筑可减少材料用量,节省成本。     

纤维改良高液限土室内土工试验研究

为了利用大潮高速公路沿线高液限土,创新性地采用掺稻草纤维改良方法,对现场高液限土均匀掺入0.5%、1%稻草纤维后进行一系列室内土工试验。通过控制土样的含水率与击实功,采用含水率15%、20%、25%、30%,击数98击进行击实试验、CBR试验,探究了改良土对含水率的敏感性,并对试验数据进行拟合,得到此改良高液限土的干密度、CBR值、膨胀量与含水率和掺量之间的关系,进而分析了掺0.5%、1%稻草纤维高液限土的路用性能。试验研究发现:掺稻草纤维对高液限土的干密度影响不大,稻草纤维在路基中仅起到加筋作用,没有改变土的性质;掺稻草纤维改良高液限土CBR强度明显提高,在20%含水率条件下最为明显;掺稻草纤维高液限土膨胀量很小,基本不需要考虑膨胀对路基变形的影响。     

工业废渣复合材料稳定膨胀土应用研究

为了验证工业废渣复合材料对于膨胀土的稳定处理效果，通过化学组分分析，明确稳定膨胀土作用机理，采用击实试验、膨胀率试验和CBR试验，分析不同掺量稳定膨胀土的击实、膨胀和强度特性变化规律，按照膨胀率和CBR双控原则，确定稳定膨胀土最佳掺量为4.5%，并与相同掺量石灰稳定膨胀土性能进行对比。试验结果表明:随着工业废渣复合材料掺量增加，稳定膨胀土的膨胀率逐渐减小，CBR值逐渐增大。相同掺量下，工业废渣复合材料稳定膨胀土的CBR值高于石灰稳定土，能够满足膨胀土路基稳定处理要求，可以替代石灰用于膨胀土稳定处理。     

工业废渣改良膨胀土填料工程特性研究

为分析工业废渣改良膨胀土填料力学强度的效果,分别向膨胀土中掺入不同比例的钢渣和镁渣,以4%、6%石灰掺量改良膨胀土为对照组,进行室内试验研究。结果表明,膨胀土掺入钢渣或镁渣后,与同掺量石灰改良膨胀土效果相近,改善亲水性和膨胀性,降低塑性指数显著,抗压强度明显提高。钢渣掺量增加1%,钢渣土塑性指数降低8%;镁渣掺量≤4%,镁渣土塑性指数较素膨胀土降低了54%;钢渣或镁渣掺量≥4%,膨胀土自由膨胀率低于临界自由膨胀率;钢渣土和镁渣土前期抗压强度增长快,28d抗压强度至少是90d抗压强度的88%; 4%掺量钢渣或镁渣提高膨胀土抗压强度最佳,且钢渣土和镁渣土水稳定性良好,裂隙性和干湿效应弱化。     

石灰改良膨胀土的强度特性试验研究

石灰作为一种外加剂,用来改良膨胀土作为路基的填料,但石灰改良土击实曲线比较平缓,最优含水率较难确定,而且,在最优含水率附近压实是否就能达到较高的强度,也难以确定。针对该问题,对不同初始含水率下石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度、CBR强度进行试验研究,并对干湿循环影响下的改良膨胀土CBR强度进行试验。结果表明:石灰改良膨胀土在初始填筑含水率稍大于击实曲线所反应的最优含水率情况下能够达到较高的强度,建议在实际施工中充分考虑初始含水率这一填筑条件对石灰改良土改良效果的影响。     

蒙内铁路路基填料膨胀土改良适用性研究

新建蒙巴萨至内罗毕铁路穿越膨胀土地段累计长约95 km。膨胀土含水率发生变化时胀缩变形大,强度低,不能直接应用于工程建设。以石灰和火山灰为改良剂,对蒙内铁路相关区段和蒙巴萨铁路枢纽路基工程膨胀土填料进行改良,选择不同的改良掺配比,通过室内试验分析最佳掺配比,并对改良效果进行分析。结果表明:2%石灰+10%火山灰掺配比改良效果和经济性最好,养护时间为10~15天,此时改良膨胀土黏聚力和压缩系数达到最优,改良后的膨胀土对干湿循环造成的裂隙发育抑制作用更为明显,对水的敏感性明显降低,渗透系数变小。     

固废基硫铝酸盐水泥固化低液限粉土的试验研究

为探究固废基硫铝酸盐水泥对低液限粉土的固化规律和效果,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、XRD、TGA和SEM等试验,研究复掺不同比例硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的固化剂对固化土力学性能的影响及其微观机理。研究结果表明:相对于普通硅酸盐水泥,固废基硫铝酸盐水泥水化产物中钙矾石含量较高,水化硅酸钙含量较少。单掺掺量为6%的固废基硫铝酸盐水泥固化土,其无侧限抗压强度前期增长较快,后期增长相对缓慢,28 d强度可以达到0.83 MPa;确定胶凝材料掺量为6%,将固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥进行复掺时,随普通硅酸盐水泥占胶凝材料比例的增加,固化土抗压强度和劈裂强度逐渐提高,膨胀量逐渐降低。当普通硅酸盐水泥比例由60%上升到70%时,固化土强度提高最为显著,两种水泥的互补性发挥得最好,CBR可达235%,28 d强度可达2.25 MPa。     

石灰改良膨胀土强度影响因素研究

依托新建天门至潜江铁路路基工程，采用直剪试验，研究石灰改良膨胀土强度与干密度、含水率、石灰掺量、养护时间的关系。结果表明:干密度、含水率、石灰掺量、养护时间均影响石灰改良膨胀土剪切强度。其中，干密度、含水率、养护时间主要影响黏聚力，石灰掺量主要影响内摩擦角，另外养护时间对黏聚力的影响比对内摩擦角的影响大，黏聚力在3~15天内变化最快，后期黏聚力变化趋于缓慢。     

石灰改良膨胀土强度试验研究

以南阳某公路试验段膨胀土为对象进行石灰改良膨胀土强度试验,研究了无侧限抗压强度、内摩擦角及粘聚力与石灰掺量、养护龄期之间的关系。试验结果表明:无侧限抗压强度与石灰掺量成三次多项式关系,与养护龄期成线性关系,进一步给出了考虑石灰掺量与养护龄期的无侧限强度计算公式。内摩擦角及粘聚力与石灰掺量均成线性关系,内摩擦角与养护龄期成线性关系,石灰掺量为0时粘聚力与养护龄期成线性关系,石灰掺量不为0时粘聚力与养护龄期成二次多项式关系。石灰对改良膨胀土粘聚力的影响很大而对内摩擦角的影响很小,这是因为在石灰和膨胀土颗粒之间主要产生灰结作用和凝聚作用以提高膨胀土的抗剪强度。给出了最优掺灰量和最优养护时间。     

石灰改良南阳膨胀土的强度特征与微观机理研究

以南阳膨胀土为研究对象,对掺灰比4%~12%膨胀土进行直接剪切试验,研究不同掺灰比膨胀土应力-位移关系,分析不同掺灰比对膨胀土强度的影响规律。通过电镜扫描试验,探求掺灰改良膨胀土微观结构变化的机理。结果表明:在相同上覆荷载下,膨胀土强度随着掺灰比的提高而增强,掺灰比由7%增至10%时膨胀土抗剪强度增幅明显,掺灰比超过10%后抗剪强度增幅较小。电镜扫描结果显示石灰与膨胀土颗粒形成团聚体结构,使改良膨胀土中粗颗粒含量提升,增强了土体结构性。     

橡胶颗粒改良膨胀土路基的三轴应力试验研究

为探究橡胶颗粒改良膨胀土路基的抗剪切性能,以南京市江宁区某地的弱-中等膨胀土为试验对象,在不同橡胶掺量和各级围压下进行三轴固结不排水（CU）试验。试验结果表明：随着橡胶掺入量的上升,土体黏聚力呈持续下降趋势,内摩擦角先增大,在10%橡胶掺量时几乎维持不变,而后减小;土体抗剪强度在橡胶掺入量为5%时取得最大值。在掺胶率大于10%时,改良土黏聚力和抗剪强度大幅下降,在应用到膨胀土改良工程时,需要有所考虑。     

南宁膨胀土化学改良的路用性能试验研究

为研究膨胀土的化学改良效果,以南宁膨胀土为对象,在分析膨胀土基本工程特性的基础上,分别用石灰、水泥及粉煤灰作为改良剂对3种不同路段膨胀土进行改良试验,通过试验分析各种改良材料对本路段内膨胀土的改良效果及适应性。研究表明:掺石灰对膨胀土强度的增长和胀缩性指标的降低效果显著,当掺量为5%、7%时均能满足CBR值大于3%且胀缩总率小于0.7%的规范要求;掺水泥对增长膨胀土强度效果显著,但对降低胀缩性指标效果较差;掺粉煤灰对增大CBR不明显。     

甜菜碱处治膨胀土效果及机理研究

采用十二烷基三甲基胺乙内酯(甜菜碱)处治辽西某地膨胀土路基,以提高膨胀土路基结构强度。同时设计试验,揭示甜菜碱处治膨胀土的机理。在测定所用膨胀土基本物理性质参数的基础上,通过CBR试验、无侧限抗压试验、自由膨胀试验、干湿循环后的无侧限抗压试验等,验证甜菜碱对膨胀土的处治作用。试验结果表明甜菜碱能够提高膨胀土的强度和抵抗干湿循环的能力,同时降低膨胀土自由膨胀率,试验条件下的经济掺量为0.6%。此外根据双电层理论分析了甜菜碱处治膨胀土的机理。进而通过吸附试验和阳离子交换试验证明,甜菜碱分子内氮原子上的正电荷、长脂肪碳链、羧基均具有处治膨胀土的作用。     

过湿冰水堆积土路基填料改良方案比选与验证

冰水堆积土具有棱角性差、级配不良、天然含水率高等特点，难以压实。基于现场踏勘与文献调研，通过方案比选，选用生石灰改良方案，并开展室内试验，研究了改良土的工程性质。结果表明:掺灰比从0增加到3 %，土样液塑限含水率改变10 %左右，塑性指数降低超过20，最大干密度、最佳含水率明显改善；掺灰量每提高1 %，CBR值明显提高；掺灰比在3 %～4 %时改良效果显著；最佳掺灰量与土的天然含水率和最佳含水率差值有关，差值为20 %时，最佳掺比4 %对应的施工压实效果最佳，经济效益最优。