煤渣改良土路基的动弹性模量及临界动应力试验研究

为研究煤渣改良土作为路基填料在中低围压下的动力特性,以煤渣改良土作为研究对象,利用GDS动态三轴试验系统对不同围压及不同频率下煤渣改良土的动弹性模量以及临界动应力进行了室内试验研究。分析了不同围压及不同加载频率对煤渣改良土动弹性模量的影响,并据此建立了动弹性模量的衰减模型。根据临界动应力的不确定性,利用结构元方法,建立了煤渣改良土临界动应力的模糊线性回归模型。试验结果表明,煤渣改良土的动弹性模量随着加载次数的增加呈负指数关系下降;动弹性模量随围压的增加而逐渐增加,二者大致呈线性关系;动弹性模量随频率的增大而逐渐减小,当加载频率大于3 Hz后动弹性模量的下降速率有所减缓。所建立的衰减模型能够较好地反映出频率及围压对动弹性模量带来的影响。煤渣改良土的临界动应力与加载的频率呈负相关关系,低频的荷载对临界动应力的影响较大;临界动应力与围压之间表现出正相关关系。利用结构元方法所构建的模糊线性回归模型能够较好地反映临界动应力与频率及围压之间的关系,模型精度较高,可以为道路工程中的建设及其临界动应力的确定提供参考。     

交通荷载下石灰改良软土路基的动力特性试验研究

以上海宝山区某软土路基为对象,采用石灰进行改良,对石灰改良软黏土开展了动三轴试验,研究了在不同掺灰量、围压和固结比条件下,石灰改良路基土的动强度和临界动应力特性.试验研究结果表明:掺灰量、围压和固结比对石灰改良土的动力特性有较大影响,动强度与临界动应力随着掺灰量、围压和固结比的增加而增大;围压对临界动应力的影响最大;较大围压时,对于掺灰量一定的石灰改良土,其临界动应力保持在相对稳定水平.     

石灰改良土抗剪强度影响因素的试验研究

以上海某新建工程路段的石灰改良软黏土开展动三轴试验,研究掺灰量、围压及含水量对其抗剪强度及有效抗剪强度参数的影响。结果表明:石灰改良土强度随着围压和掺灰量的增加而增加,随着含水量的增加而减小;随着掺灰量的增加,石灰改良土有效黏聚力增加,有效内摩擦角减小。掺灰量对于抗剪强度参数的影响存在一个临界值:掺灰量为3%的石灰改良土有效内摩擦角最大;掺灰量为6%～9%时,石灰改良土的有效内摩擦角和有效黏聚力保持相对稳定状态;掺灰量超过9%时,石灰改良土的有效黏聚力增加和有效内摩擦角减小都较为明显。     

煤渣改良土的阻尼比影响因素试验研究

为研究循环荷载给煤渣改良土阻尼比带来的影响,利用GDS动态三轴测试系统对不同围压及频率下的煤渣改良土进行了动三轴试验,获得了煤渣掺量、围压及频率对改良土阻尼比的影响规律。根据影响形式的不同,借助修正的Hardin-Drnevich模型建立了阻尼比的增长模型,并确定了模型中各参数的物理意义。试验结果表明:随着荷载作用次数的增加,各组改良土试样的滞回曲线均逐渐由开口型向闭合型过度,滞回曲线所围成的面积也逐渐减小;改良土滞回曲线所围成的面积随煤渣掺量的增加而逐渐增加,曲线的不闭合程度逐渐增大;当煤渣掺量及加载频率一定时,随着围压的增大,滞回曲线所围成的面积逐渐减小;当煤渣掺量与围压一定时,随频率的增加,改良土滞回曲线围成的面积逐渐减小,低频的作用较为明显;随着动应变的增大,改良土的阻尼比也逐渐增大,其增长速率出现先增大后减小的变化规律;煤渣掺量及围压是最大阻尼比的主要影响因素,随着煤渣掺量的增加,改良土的阻尼比逐渐增大,而围压的影响与之相反;频率主要影响阻尼比的增加速率且低频的影响较为突出。借助修正的Hardin-Drnevich模型所建立的阻尼比增长模型能够较好地反映阻尼比在加载过程中的变化趋势,具有较高的精度,可以为类似工程提供参考。     

石灰改良土动弹性模量与阻尼比的试验研究

针对施工现场的实际情况,对上海罗北路某新建工程路段的石灰改良软黏土开展动三轴试验,分析研究掺灰量、围压、固结比和加荷频率对其动弹性模量与阻尼比的影响。结果表明:随着掺灰量、围压、固结比和频率的增加,动弹性模量增加,阻尼比减小;动应变对动弹性模量和阻尼比的影响最大,随着动应变的增加,动弹性模量迅速减小,阻尼比成倍增加;随着掺灰量、围压和频率的增加,最大阻尼比减小,最大动弹性模量增加,但是固结比对最大动弹性模量和最大阻尼比的影响比较复杂。     

石灰改良路基土的力学特性试验研究

以上海某新建道路工程浅层路基土为研究对象,对不同掺灰量的石灰改良土进行击实试验、界限含水率和三轴剪切试验,研究掺灰量对其最大干密度、最优含水率和液塑限的影响规律,以及掺灰量和围压对石灰改良土抗剪强度指标有效粘聚力c′和有效内摩擦角φ′的影响。试验研究结果表明:随着掺灰量的增加,石灰改良土最大干密度减小,最优含水率增加;掺灰量对石灰土的界限含水率指标影响较大,尤其是对液限的影响最为明显,对于塑限,9 %左右的掺灰量对其影响最大;当掺灰量大于某个值时,石灰改良土强度随着围压和掺灰量的增加而增加,随着掺灰量的增     

循环荷载作用下软土动力特性试验研究

为研究循环荷载作用引起的软土动力特性变化及由此导致的地基承载力不足等问题,以营口软土为研究对象,通过动三轴试验,研究了动应力幅值、固结围压、固结比、振动频率和振动次数对软土动力特性的影响.试验结果表明:营口软土具有明显的结构性,其动应变-振动次数(εd-lg N)曲线和动骨干曲线存在明显的应变转折点,超过此应变转折点后,土体变形迅速增加;动强度随固结围压的增加而增大,固结比和振动频率对软土动强度的影响却并非简单的一致增大或减小;动弹性模量随固结围压、固结比和振动频率的增加而增大,而动阻尼比则随着固结围压和固结比的增加而减小,随振动频率的增加而增大.     

含赤泥土壤固化剂改良粉质黏土的路用性能研究

对含赤泥土壤固化剂(土凝岩)改良粉质黏土与水泥改良土进行对比,开展击实、标养与浸水养生后无侧限抗压强度试验,并对土凝岩改良土的水稳定性进行分析。结果表明:标准养生后,土凝岩改良土强度较水泥改良大幅度提升,28d时较水泥改良土提高了100%~150%。且随着土凝岩掺量、养生龄期的增加,抗压强度呈上升趋势。浸水养生后,水泥改良土强度较标准养生提高了10%~40%,而土凝岩改良土则下降10%~24%。但同种掺量、养生龄期情况下,土凝岩改良土还是较水泥改良土提高了0.3~1.7 MPa。土凝岩改良土强度水稳定系数随养生龄期的增加先降低后趋于稳定,且掺量越大,稳定值越大。试件吸水量随养生龄期的增长而增加,随土凝岩掺量增大而减少。     

双向循环荷载作用下的膨胀土动力特性试验研究

以荆门重塑弱膨胀土为研究对象,结合铁路路基实际受力状态,考虑围压、径向动应力幅值、含水量与振动次数等因素对土体动力特性的影响,开展同相双向循环动三轴试验。试验结果表明:双向循环荷载作用下,土体的动应力-应变曲线呈双曲线型,其动应变则随径向动应力的增加而减小;不同初始含水率膨胀土的动弹模量随围压增加而增大,受含水率的影响较大,随振动次数的增加呈衰减趋势并最终趋于一稳定值;且随着径向动应力水平的提高,动弹模量的衰减幅度呈显著增大特征;土体的阻尼比则随径向动应力的增加而增大,随含水量的降低而减小,随围压的增加而减小。     

木质素改良低液限粉土相关性能试验研究

对济南地区黄河冲积低液限粉土进行改良试验，研究以木质素作为固化剂对该地区粉土的改良效果。结果表明:木质素的掺入能减小土体空隙，与素土相比，木质素改良土的最大干密度增大，而最优含水率减小。木质素掺量和养护龄期对改良土的无侧限抗压强度UCS影响明显，木质素掺量在0%～16%时，UCS值随木质素掺量的增加而增大；UCS值随养护龄期的增加而增大，前7天的强度增长明显。将不同掺量的木质素改良土进行水稳性试验，发现木质素掺量为12%的改良土水稳性能最佳。     

全风化花岗岩路基路面结构动力特性模型试验研究

路基路面结构受交通动荷载重复作用,表现出疲劳特性,并会产生不可恢复的残余塑性变形。通过3组室内大比例模型试验,研究了全风化花岗岩、全风化花岗岩水泥稳定土和土工格室加强等不同路基结构形式的路基路面结构受交通动荷载作用的动力特性,分析了路基路面结构动应力应变分布规律,得到路基路面结构动应力、应变和永久变形随车辆荷载大小、车辆荷载通过量(对应加载次数)、运行速度的变化规律,试验论证了全风化花岗岩及其水泥稳定土和土工格室加强作为高速公路路基填料的可行性和适用范围,评价了路基处理的效果,确定了路基质量控制标准,对高速公路的设计与施工具有指导意义。     

消石灰稳定土用于路基材料时的耐久性研究

根据路基主要承受长期反复交通荷载作用的特征，通过室内试验，探讨了消石灰稳定土用于路基材料时，在反复动荷载作用下的变形和强度特征，并分析了对路基耐久性产生影响的塑性变形量与荷载应力间的关系。     

基于Martin-Darvidenkov模型的冻结粉质黏土动力特性研究

冻土作为一种由固体矿物颗粒、冰晶体、未冻水及气体组成的多相结构体系，其动力学性质相较融土更为复杂。为了研究冻土动力特性的演化规律，探究等效线性黏弹性模型对冻土的适用性，以青藏粉质黏土为对象开展了一系列分级循环加载条件下的低温动三轴试验，深入分析冻土动弹性模量和阻尼比随振次、围压及动应变幅值的变化规律。研究结果表明：冻结粉质黏土骨干曲线的初始斜率随围压的增大而减小，体现了围压的强化作用；分别采用H-D模型和M-D模型对冻土的骨干曲线进行描述，结果显示相比H-D模型，采用M-D模型可以较好地模拟冻结粉质黏土骨干曲线在高动应变幅值下的软化现象；冻结粉质黏土的动弹性模量随动应力幅值的增大非线性减小，且基于M-D模型的动弹性模量预测模型可较好地描述冻结粉质黏土动弹性模量随动应变幅值的非线性变化规律；在每级循环荷载作用下，动弹性模量随振次的增大有小幅波动；滞回曲线面积随动应变幅值的增大呈非线性增大的趋势，阻尼比随动应变幅值的增大呈现出先减小后增大的趋势。此外，在每级动荷载作用下，当加载级数较小时，阻尼比随振次的增大逐渐减小，随着加载级数的增大，阻尼比随振次增大而减小的趋势逐渐减弱；当加载级数较大时，阻尼比随振次的增大呈现出逐渐增大的趋势。     

基于模拟退火的路基土动态回弹模量建模研究

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比。研究结果表明,围压和偏应力均对路基土的动态回弹模量均有显著影响,利用开发的模拟退火参数搜索程序,可以实现各种回弹模量模型的参数搜索,有助于克服等效线性法的缺点,能更便捷、准确地建立回弹模量预估模型。     

循环荷载下水泥土桩复合单元体变形特性及其地基长期沉降计算方法

对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明：循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

武广客运专线红粘土动力特性试验研究

通过对武广客运专线咸宁、泉口工点石灰岩类红粘土进行的大量动三轴试验,得到了不同试验条件下红粘土的Ed-εd曲线、τd-lgNf曲线与动强度指标。探讨了围压、固结比、振次、土性等对红粘土动力特性参数(动强度、动强度指标、动模量等)的影响,并给出相应的影响曲线。验证了红粘土动本构关系仍可用R.L.Kondner双曲线模型进行描述。