富水红层路基碎石改良填料力学特性试验研究

研究目的:为解决富水区红层黏土路基含水率高、无法压实等问题,本文通过向原状土中掺入一定粒径配比的弱风化红层泥岩碎石,制成不同级配和含水率的改良填料,然后进行重型击实试验、大型直接剪切试验及无侧限抗压强度试验,以获得满足铁路路基填筑要求的填料方案。研究结论:(1)红层原状土通过掺入弱风化泥岩碎石可有效降低原状土的含水率,改良填料的最优含水率为10.26%,最大干密度为2.22 g/cm~3;(2)最优含水率时改良填料的黏聚力c为29.336 k Pa,内摩擦角φ为32.86°,相较于红层天然原状土抗剪强度有明显的提高;(3)改良填料的无侧限抗压强度在含水率为8.85%时最大,达到518.80 k Pa,随着含水率的增加其逐渐降低;(4)通过混合弱风化红层泥岩碎石与红层黏土的改良填料,不仅没有改变红层黏土特性,而且能有效降低原状土填料含水率,增加抗剪强度和抗变形能力,改良后填料的含水率和压实性能满足《铁路路基设计规范》要求;(5)该改良方案可为西南富水红层地区铁路路基基床以下路堤填筑工程提供参考。     

铁路路基膨胀土填料的石灰改良试验研究

研究目的：膨胀土的改良是膨胀土工程地基处理研究领域中的重要课题之一，已受到岩上科学工作者和工程师的普遍关注。合宁铁路沿线粘土具中-弱膨胀性，不能直接用作铁路路基填料，必须进行改良处理。 研究方法：本文结合合宁铁路路基试验工程，进行膨胀土填料的室内石灰改良试验研究，对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质和胀缩性，及膨胀土填料的改良效果。 研究结论：用石灰作为膨胀土的改良剂是可行的；经石灰改良处理后膨胀土的颗粒组成、物理性质、胀缩特性均有明显改善，力学强度及水稳特性得到提高，能满足铁路路基填料的要求；石灰掺灰比中膨胀土为6％，弱膨胀土为5％；石灰宜采用三级标准以上的高等级石灰，采用低等级石灰改良时应相应增加石灰的掺入量。     

基于FLAC~(3D)纤维石灰土路基边坡稳定性分析

通过室内试验研究了红黏土、纤维土、石灰土和纤维石灰土在浸水条件下的抗剪强度指标。基于试验结果,采用FLAC~(3D)软件对纤维石灰土路基边坡安全系数进行数值计算。计算结果表明,纤维石灰土路基边坡安全系数为红黏土路基边坡的2.1倍,红黏土填料中添加玻璃纤维和石灰对路基边坡稳定性有显著影响。研究结果可为类似工程提供借鉴。     

风化软岩路基填料击实工程特性室内试验研究

针对武广客运专线沿线遇到的大量软质千枚状板岩,对作为路基填料的软质千枚状板岩的结构特征,包括颗粒组成和破碎特征进行室内实验研究,重点分析千枚状板岩的击实工程特性,包括击实特性、抗剪强度、回弹模量、CBR值、渗水特性、压缩特性等.通过实验研究得出千枚状板岩全风化体抗剪强度性能较好,用其填筑路堤边坡稳定.就回弹模量来说,千枚状板岩填料能满足路堤在刚度和强度方面的要求.采用风化软岩填筑路基时,当难以通过增大击实功来提高路基的填筑强度时,可通过增加粗颗粒的含量,实现路基强度的提高.本文同时也为用软质风化岩作路基填料的压实度控制问题提供依据.     

客运专线石灰改良黄土力学特性试验研究

改良土问题是高速铁路路基的重要内容,通过大量的土工试验和理论分析,研究石灰改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性以及影响因素,论证石灰改良黄土作为高速铁路路基基床底层填料的可行性,为黄土地区铁路客运专线路基填料的选择和应用提供参考依据。     

石灰改良下蜀黏土作为高速铁路路堤填料的工程性质试验研究

研究目的：高速列车的安全和平稳运行必须有一个高平顺性和稳定性的轨下基础，路基作为轨道结构的基础形式之一，必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好，能抵抗各种自然因素的影响，这就对路基填料的工程性质提出了很高的要求。京沪高速铁路沿线优质填料较为缺乏，在宁镇一带广泛分布的下蜀黏土一般为D组填料，不能直接用作高速铁路基填筑，必须进行改良。本文通过石灰改良下蜀黏土的室内物理试验、静力学试验、动力学试验及现场填筑试验，对石灰改良下蜀黏土作为填料的工程性质进行系统的研究，对其作为高速铁路基床底层填料的可行性进行了评价。 研究结论：下蜀黏土经石灰改良后，颗粒组成发生明显变化，水稳性显著加强，静力学性质明显提高，同时还表现出优良的动力学特性，压实质量能满足高速铁路基床底层压实标准，可用作高速铁路路堤填料。但在应用过程中，应注意石灰掺入量、含水率等因素的影响。     

高速铁路路基戈壁土填料工程特性试验研究

以兰新铁路第二双线路基试验段路基工程为依托,对试验段戈壁土填料进行了颗粒分析、击实、大型剪切以及大型压缩等室内土工试验,并结合现场试验进行压实特性分析.试验结果表明:戈壁土填料的压实特性与填料的级配及其颗粒组成有关;现场压实时,需从填料的细颗粒含量、现有技术、经济等因素来综合控制压实含水率;不同的戈壁土填料,其抗剪强度及压缩特性亦不同;压实系数对戈壁土填料的抗剪强度特性及压缩特性均有很大的影响;含水率对戈壁土填料抗剪强度特性及压缩特性亦有一定的影响;戈壁土填料可以通过增大压实系数或反复加载,来获得良好的压缩特性.     

改良粗颗粒填料在寒区高速铁路路基中的应用研究

高速铁路路基填料选用传统意义上平均冻胀率η≤1%且级配良好的非冻胀填料,目前高速铁路路基在寒季产生的实际冻胀量已超过规范规定15 mm的要求。针对寒区高速铁路路基冻胀问题,从填料改良方面开展研究,针对路基产生冻胀的主要位置,选取级配碎石为对象,以水泥、石灰、粉煤灰作为掺和料进行改良。通过室内试验,分析加入无机材料后填料渗透性和冻胀性的变化,对比加入3种掺和料的填料冻胀率,选取一种改良效果最为理想的材料,作为寒区高速铁路路基改良材料。研究结果表明:水泥、石灰以及粉煤灰的加入大幅度减少了水分从路基表面向基床内部的渗透,其中粉煤灰吸水能力较强,因此产生了较大的冻胀量,不适宜作为改良材料;水泥改良填料冻结时水分迁移量减少,冻胀量最小,说明相对石灰和粉煤灰,水泥最适合加入到级配碎石中,减小路基冻胀量。     

花岗岩石灰改良土无侧限抗压强度影响因素的分析

结合武广客运专线路基填料的工程实例,采用正交试验的试验设计方法,对花岗岩风化物经石灰改良后的无侧限抗压强度进行试验研究,确定其抗压强度与颗粒级配、粒径大小、石灰剂量、压实度、养生龄期等影响因素之间的关系,并利用正交试验层次分析法(AHP)确定出主要影响因素的权重,从而为花岗岩风化物石灰改良土用作客运专线路基填料的设计与施工提供参考。     

客运专线无碴轨道红层泥岩改良土路基离心模型试验研究

红层泥岩是一种特殊岩土,其工程性质不能满足无碴轨道路堤填料要求,需对其改良。模型中的路堤采用4%的水泥进行改良、含水量为8.66%、压实度达到95%,通过红层泥岩路堤离心模型试验,得到施工期沉降、工后沉降与时间的关系,并与非改良红层泥岩的离心模型试验结果进行对比,从而确定红层泥岩路堤填筑施工参数;并分别对2种填料路堤进行数值模拟,对比试验和数值模拟的结果。研究表明:以改良红层泥岩为路堤填料可以使路堤沉降减小,满足了无碴轨道对路基填料的要求,数值模拟结果与试验结果基本相符。     

全风化泥质板岩填料改良的室内试验研究

分析了武广客运专线岳阳段路基本体填料的全风化泥质板岩工程特性,对于改良试验用填料的代表性土样进行试验,对不同配比的石灰和水泥的室内试验结果进行了研究,提出水泥改良的全风化泥质板岩在经过5次干湿循环后,其强度未见衰减,表明该填料经水泥改良有较好的水稳性.     

顺层路堑岩体结构面剪切试验研究和边坡设计优化

为确定岩体结构面抗剪强度参数,开展了砂岩、砂岩夹泥岩、泥岩、页岩在天然状态及饱和状态下的原位抗剪试验。根据试验设计参数对全线顺层路基边坡进行了优化设计。结果表明:各岩层原位直剪试验的剪切应力和剪切位移的关系曲线具有明显的峰值强度,并出现较稳定的残余强度;结构面强度与试样、颗粒大小、岩质胶结程度、密实程度等因素有关,且在饱和状态下抗剪强度参数较天然状态下低。经设计优化后,节省了建设成本。     

武广客运专线路基改良填料的试验研究

结合武广客运专线工程,通过试验研究了全风化泥质粉砂岩的物理力学性质,石灰改良后的液塑限变化、击实特性、水稳定性、无侧限抗压强度及其主要影响因素。试验结果表明:全风化泥质粉砂岩石灰改良后塑性显著降低,亲水性减弱;随着掺入量的增加,最优含水量增大,最大干密度减小;无侧限抗压强度随着压实系数的增大而增大,随着龄期的增长而增加,随着石灰掺入量的增加先增大后减小,最佳石灰掺入量为6%;全风化泥质粉砂岩石灰改良后的物理力学性能有明显改善,特别是力学强度及水理性得到较大提高,能满足客运专线路基填料的要求。     

石灰改良下蜀黏土作为高速铁路路堤填料的动力特性试验研究

高速铁路对路基填料的工程性质特别是基床结构填料的动力学特性提出了很高的要求。通过室内动三轴试验及现场激振试验,对石灰改良下蜀黏土作为填料的动力特性进行系统的研究,对其作为高速铁路基床底层填料的可行性进行评价。研究结果表明:下蜀黏土经石灰改良后,具有较高的临界动应力值,动载作用下弹性变形及塑性变形较小,满足高速铁路基床底层填料要求。石灰改良下蜀黏土力学特性受相关因素影响,应用过程中,应注意对含水率、压实系数等进行合理控制。     

郑西客运专线路基黄土填料水泥改良试验研究

通过大量的水泥改良黄土室内试验及理论分析,研究不同配合比下水泥改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性及水稳性,分析并得出影响改良黄土强度变化的主要因素有改良土体的含水量、水泥配合比以及改良土的养护龄期等。试验结果表明,经水泥改良后黄土的压缩性、强度及水稳性均得到很好的改善,满足设计要求,最终论证水泥改良黄土作为路基填料的可行性。     

高速客运专线路基改良填料的试验研究

基于高速客运专线对路基变形的严格要求，路基填料改良已成为高速铁路必须解决的问题。本文通过大量的土工试验和理论分析，研究了石灰改良黄土和水泥改良黄土的强度机理、压缩特性、水稳定性、强度特性以及影响这两种改良材料工程力学特性的主要因素，并进行了对比分析，为黄土地区高速客运专线路基填料的选择和应用，提供了参考依据。     

合宁客运专线石灰改良膨胀土路基试验研究

研究目的:为克服合宁客运专线大量中弱膨胀土遇水膨胀、脱水干缩不能直接作为路基填料的特性,本文特结合合宁客运专线全椒路基试验工程,进行膨胀土填料的室内石灰改良试验、填筑工艺试验等研究。研究结论:经过试验研究及工后沉降观测分析,得出石灰作为膨胀土的改良剂并通过改进的施工工艺进行实施,能满足客专线路基填料的各项指标和要求。     

改良后的高液限粘土在高速公路施工中的应用

研究目的:通过在高速公路采用石灰对高液限粘土改良后作为路基填料施工的实践,对于石灰改善高液限粘土的工程性能和用EDTA滴定法测定压实后石灰土中石灰剂量的方法进行探讨,总结施工工艺,提出施工要点和建议。研究方法:石灰改良高液限粘土的理论分析、EDTA滴定法测定现场石灰剂量以及掺灰高液限粘土施工工艺制定方法。研究结果:以石灰对高液限粘土改良后作为路基施工填料,采用合理的施工工艺、合格的石灰和正确的测定方法,保证了施工质量和工程进度,降低了投资。研究结论:在采用石灰对高液限粘土改良后作为路基填料的施工中,只有根据具体特定的情况通过实验调整施工工艺,严格控制好石灰质量,适时用EDTA滴定法测定现场压实土样的石灰剂量,才能改善路基填筑用土的性能,提高路基路床的强度和稳定性,保证路基施工质量。     

200km/h客货共线铁路红层泥岩基床填料动力特性研究

将红层泥岩用作客货共线铁路路基基床填料在国内还没有先例,红层泥岩是否能作为路基基床填料,其动强度和累积变形是否满足要求是关键因素之一.在遂渝线无砟轨道试验段对红层泥岩作为路堤本体填料可行性研究的基础上,本文进一步研究红层泥岩的动力学特性,研究红层泥岩用作达成铁路二线的路堤及路基基床底层填料的可行性.本文通过动三轴试验,得出在最佳含水率、一定压实度、不同围压条件下红层泥岩的动强度和累积变形等动力学特性,进而论证红层泥岩用作铁路路基特别是基床底层填料的可行性,为红层泥岩用作铁路基床填料提供重要的设计和计算参数.     

季冻区高铁路基改良粗颗粒填料耐久性研究

针对季冻区的特殊环境以及高铁运行稳定的高要求,研究改良粗颗粒填料的耐久性能,对改良前后的粗颗粒填料的力学性质等进行分析,并结合灰色关联分析方法,评价改良填料的适用性.研究结果表明:改良剂均可以提高粗颗粒填料的强度、水稳定性和抗冻融耐久性;粉煤灰可以减小水泥改良填料强度差的变化幅度;未改良填料的抗冻系数衰减率随着冻融循环次数增加呈现波浪式变化,且增减幅度较大,而改良填料基本呈现先递减再趋于稳定的趋势;结合灰色关联度分析方法,得到改良粗颗粒填料的适用性:水泥填料最佳,水泥粉煤灰填料次之,石灰填料最差.