新建兰新铁路新疆段沿线盐渍土盐胀特性、机理与防治对策

以新建兰新铁路第二双线(新疆段)盐渍土为研究对象,通过室外、室内综合勘测试验,研究哈密地区盐渍土盐胀特性。试验结果表明:从总体规律来看,盐渍土盐胀过程主要集中在-5～10℃,;含水量-盐胀率曲线呈抛物线,盐胀率最大时含水量为15%左右。通过不同压实度状态下盐胀量试验得出:随压实度增大,盐胀量增大,但压实度低于90%时,盐胀量随压实度升高不明显。分析盐渍土盐胀机理:硫酸盐渍土盐胀作用主要由Na2SO4等易溶盐结晶前后体积变化引起。提出盐渍土防治结构模式:采用控制填料含盐量和压实度、路基填高、排水、坡面加固防护、路基包坡、铲除基础底层盐渍土层、换填粗颗粒渗水土、路基本体采用A组填料等综合性防护措施。     

哈罗铁路岩盐路基病害分析及处理

哈罗铁路经过罗布泊地区的岩盐地段,为降低工程造价,采用岩盐作为路堤填料,但岩盐填料含有氯化盐、硫酸钠等盐分,具有盐溶、盐胀等工程特性,易引发溶蚀、不均匀沉降等工程病害。针对这些病害的发生机理,结合当地的气象条件,设计了适应哈罗铁路的岩盐路基形式,并建立了路基试验段,通过埋设沉降板对路基变形进行观测。观测结果表明路基的变形以沉降为主,变形基本上在4 mm之内,验证了岩盐用作哈罗铁路路基填料可行。     

肯尼亚蒙内铁路黑棉土特性及路基设计运用研究

为了降低工程造价,充分利用黑棉土的工程特性,对肯尼亚蒙内铁路沿线大量分布的黑棉土进行试验研究。通过室内试验和成分模拟试验,得出了黑棉土物质成分、物理力学性质特征以及工程特性;通过现场调查及室内试验数据分析,得出沿线黑棉土分布区域的大气影响深度数据。结果表明,可以施加外部因素,通过力的相互作用,限制黑棉土胀缩对路基的影响;根据大气急剧影响深度确定黑棉土处理深度或建(构)筑物基础的埋置深度,以减小黑棉土涨缩对路基产生的不良影响,并据此采取相应的设计、施工措施,以解决黑棉土胀缩对路基产生的危害。     

高速铁路路基用砾类盐渍土变形特征研究

为研究砾类盐渍土构筑高速铁路路基的技术要求及变形特征,结合某高速铁路建设,开展考虑变形控制要求的盐渍土路基盐胀与溶陷系数阈值分析,在此基础上,通过溶陷与盐胀试验、现场浸水试验、冻融循环试验,研究降水及季节交替工况下砾类盐渍土路基的变形特征。结果表明:对于不同设计速度与轨道类型的路基,其盐胀与溶陷系数阈值不同;在单次降温条件,压实系数小于0.97的砾类盐渍土以"体缩"变形为主,压实系数大于0.97的砾类盐渍土盐胀变形较明显;当降雨达到年均降雨量及极端单次降雨时,砾类盐渍土路基可完成不小于65%和95%的溶陷量;在冻融循环条件下,压实系数较小的砾类盐渍土路基变形呈融沉趋势,而压实系数较大的砾类盐渍土路基变形则呈盐胀趋势。基于砾类盐渍土变形研究成果,初步提出满足溶陷与盐胀控制要求的砾类盐渍土路基设计原则。     

伊朗德伊高速铁路沿线盐渍土盐胀临界温度试验研究

为了探究伊朗德黑兰至伊斯法罕高速铁路沿线不同类型盐渍土的盐胀临界温度及其相对应的盐胀量,在德伊高速铁路沿线5个不同类型盐渍土地点取样,依次进行室内试验。结果表明:经历3个温度交替周期即可得出不同类型盐渍土的盐胀临界温度及每个周期内的最大盐胀量;黏性土类细粒盐渍土盐胀临界温度高于其他类型盐渍土;不同类型盐渍土盐胀临界温度相差0~0.8℃;随着温度交替周期的增长,盐渍土的盐胀量逐渐增大,但盐渍土整体温度呈下降趋势,并且温度变化具有明显的滞后性。     

粗颗粒盐渍土室内盐胀系数测定方法及应用

介绍一种室内粗颗粒盐渍土盐胀系数的测试方法,并结合实际情况讨论在外界温度周期性改变的条件下,不同含水量配比的天然粗颗粒盐渍土的盐胀特性。研究结果表明:此室内试验装置能测定不同温度工况下的粗颗粒盐渍土盐胀系数,可为实际工程建设提供有效依据。试验过程中,随土体整体温度的降低,土体的胀缩速率明显加快,但最大盐胀量不因胀缩速率的改变而显著增加。天然粗颗粒盐渍土在最优含水量配比状态下较自然状态盐胀效应更为明显,盐胀敏感度显著增加。在含水量较高的状态下,天然粗颗粒盐渍土在经过多次冻融循环后土体表层出现高含水量冻土层,在升温过程中呈现表层冻土融化塌陷及局部溶陷的叠加特性。     

伊朗德伊高速铁路亚硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

伊朗境内德伊(德黑兰—伊斯法罕)高速铁路沿线不同类型的粗颗粒盐渍土较多。采用德黑兰天然盐渍土制备土样,保持土样的最优含水率、颗粒级配、温度等基本物理参数不变,改变含盐量进行盐胀试验,研究亚硫酸盐成分构成对土样盐胀特性的影响。试验结果表明,当含盐量从0.5%增加到4.0%时,土样的盐胀量随亚硫酸盐含量的增高而降低,含盐量越高这一趋势越明显,特别是含盐量为4.0%时,亚硫酸盐土样与纯氯化钠土样的盐胀系数接近;通过拟合分析得出盐胀系数与含盐量、温度之间的关系。     

上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响

以需要采用当地粗颗粒盐渍土作为路基填料的路基工程为背景,在人工配制试验土样的基础上,选取典型粗颗粒盐渍土地区的砾砂类硫酸盐渍土,进行不同含盐量、含水率及初始干密度条件下上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响规律研究。结果表明:在上覆荷载的作用下,不同含盐量条件下砾砂类硫酸盐渍土的盐胀率均随上覆荷载的增加而降低,且降幅较大;上覆荷载对低含盐量水平的砾砂类硫酸盐渍土抑制效果好于高含盐量水平;在严格控制含水率的工况下,当上覆荷载超过24.46～38.61kPa以后,上覆荷载对盐胀的抑制作用起主导作用。在标准压实度条件下,不同含水率下50kPa上覆荷载对天然砾砂类硫酸盐渍土盐胀量的抑制作用超过85%,且在高含水率下的盐胀抑制作用较强,可明显减小随含水率增大的盐胀增长率。     

罗布泊罗中铁路专用线岩盐路基设计探讨

研究目的:为研究盐湖区岩盐是否可用作路基填料和基础持力层,通过介绍罗钾罗中铁路专用线路基设计方案,提出一些岩盐利用和处理的方法,期望能为其他在岩盐环境中进行工程设计和施工的工作者提供有益的借鉴.研究结论:(1)岩盐中虽含有大量易溶盐,遇水极易发生盐溶现象,强度急速降低,但其力学性质较好,在罗布泊这种降雨量极低、地下水为饱和卤水的环境中依然可用作铁路路基填料和基础持力层.(2)利用岩盐作为路基填料时,由于岩盐孔隙度普遍较高,因此应注意控制破碎岩盐时的碎块最大直径;同时须保证采用的碾压工艺能够将岩块碾压密实,还应采取有效的防排水措施.(3)判定岩盐能否作为基础持力层的方法与普通岩土一致,但应注意岩盐基底的防水处理.     

青藏铁路察尔汗盐湖路基盐溶病害研究

研究目的:青藏铁路是进入藏区的唯一铁路,但在盐湖地区,路基极易受盐溶作用的影响,并出现路基下沉、开裂、塌陷等病害。本文结合区域降水及工程活动特征分析,通过调查及勘察阐明影响路基稳定性主要因素,为区域路基病害防治提供依据。研究结论:(1)在干旱气候条件下直接填筑在盐岩层上的铁路路基是稳定的,但随着高原气候暖湿化过程使湖水水位上升,低矿化度湖水向盐湖路基渗流和漫溢,盐岩填筑的路基受湖水溶蚀导致路基强度降低、沉降量加大;(2)钾肥的过度开采导致的盐岩层晶间卤水水位的急剧下降以及盐析生产中大量低矿化度卤水的排放,造成以氯盐为主的盐岩表层自溶性加快,盐岩晶体结构间及与粉黏粒、砂粒间的胶结被溶蚀加速,导致铁路盐湖路基经常发生溶蚀溶洞及沉降等病害;(3)建议对易发生溶蚀溶洞和下沉地段,如路基两侧有土护道,则需对路基本体及两侧土护道一定宽度范围注黏土浆,并在土护道外侧设阻水板;如路基两侧无土护道,需对路基本体及两侧原地面体注浆后铺设黏土层,再填筑土护道;(4)本研究成果可为类似条件下工程的规划与设计提供参考。     

既有重载铁路路基检测试验与状态评估

研究目的:针对朔黄重载铁路四个典型病害路基工点,进行压实度K、含水率、直剪、N_(10)、K_(30)、E_(v2)和E_(vd)等检测试验,系统地评价路基的压实状况、变形性能和承载力特性。针对既有铁路路基检测试验可行性和代表性问题,忽略新建时碾压产生的残余应力和列车荷载反复作用的影响,建立平面应变有限元模型,分析路基的初始应力状态,为既有路基检测试验检测点代表性问题和室内动三轴试验围压的确定提供参考意见。研究结论:(1)朔黄重载铁路四个典型病害路基工点的压实状况、变形性能和承载力特性不能满足规范的要求,需要进行加固处理;(2)路基的初始应力状态非常复杂,忽略施工碾压和列车荷载在路基中产生应力的影响,距离路基中心线5.5~6.0 m,深0.6~1.2m范围的土体处于K_0状态;(3)进行路基填料室内动三轴实验时,实验加载参数的确定需考虑路基的初始应力状态;(4)该结论可为铁路路基的检测和状态评估提供参考。     

白垩纪砂砾岩填筑客运专线路基可行性研究

客运专线将路基作为结构物对待,对填料要求极高,为验证白垩纪全风化砂砾岩的压实和变形特性,以岳阳段白垩纪砂砾岩为研究对象,经过大量相关试验,研究该填料的耐久性和长期水稳性,结果确定该填料可用于客运专线的路基填筑。     

扁铲侧胀试验压缩模量成果分析

在大型项目的岩土工程勘察过程中,岩土工程性质和设计参数的确定由传统的室内试验方法,逐步转变为多种原位测试手段相结合,通过对比分析的方法,可提供精确度和可靠性更高的勘察成果.结合京沪高速虹桥铁路枢纽工程,采用扁铲侧胀(DMT)试验,对浅层地基土的压缩模量进行了现场试验研究,并与室内试验结果进行了对比分析,总结出了一定的规律,为广泛采用扁铲侧胀试验积累了经验.     

哈罗铁路硫酸岩盐路基填筑施工技术

结合哈罗铁路,针对岩盐盐胀、盐溶、松胀等不利工程特性,确定了硫酸岩盐路基施工技术。通过建立路基试验段,选用了重型碾压、冲击碾压、重锤夯实、换填4种硫酸岩盐路基基底处理方法,提出了利用岩盐作为路基填料的填筑方法。埋设沉降板,观测了工后沉降。经过现场观测数据可以发现4种处理方法路基基底变形量都可满足规范的要求,从经济性方面综合考虑,建议采用施工成本最低的重型碾压法作为岩盐路基基底的处理方法,验证了利用岩盐作为路基填料的可行性。并分析了岩盐路基本体的变形特征。     

青藏铁路西格段环青海湖季节性冻土区铁路路基冻害成因分析

青藏铁路西格段环青海湖路基的季节性冻胀和融沉,直接影响列车行驶的舒适度,严重时甚至会危及行车安全。以环青海湖段路基冻害为背景,通过选取典型冻害断面,进行原位挖探试验及室内试验,从土质、水分和温度三个方面分析了环湖段路基冻害成因和冻害机理。结果表明:环湖段路基冻害的主要原因是基床表层无良好的隔水层和排水设施,降雨入渗导致路基土体中的粉质黏土层含水率较大,当温度低于冻结温度时,土中水冻结,引起路基冻胀。     

朔黄铁路神池南站咽喉路基病害检测与分析

以朔黄铁路神池南站既有铁路路基病害为背景，对现场路基病害进行调查及观测，有选择性地对现场15个点进行了取样试验。通过现场钻测、室内常规试验，就填料的类型、土体的含水量、站场排水等影响因素进行了深入的分析；采用轻型动力触探技术对路基承载力进行了检测，确定了路基病害的范围与深度及路基病害产生的原因，提出了整修建议。     

青藏铁路察尔汗盐湖盐岩和盐溶工程地质特性及路基修筑技术

为解决铁路通过青藏铁路察尔汉盐湖段的盐溶技术难题,铁道部组织了专门的科研队伍进行大量的试验研究,本文根据研究成果,系统地介绍了察尔汉盐湖的自然和地质条件、盐岩的物理及化学性质、盐溶类别及铁路沿线的分布特征、盐溶发生发展的规律等.根据上述研究成果,成功地采用盐岩作非盐溶路段的路基填料,以及基底换填、路基自流排水处理盐溶发育地段的路基,并通过声波检测、水位观测和沉降观测资料分析,表明所采取的工程措是有效的.     

氯盐-硫酸盐环境下高铁路基螺钉桩施工关键技术

为探索氯盐-硫酸盐环境下螺钉桩施工关键技术,提高路基质量和适应性,确保高速铁路的平稳运行。以包银高铁DK462+511.77～DK464+600段路基为例,采用理论计算与螺钉桩现场施工测试相结合的方法,重点考察了螺钉桩打桩顺序、打桩速率和混凝土配比等施工参数对路基质量的影响。研究表明,根据现场实际环境,采用逆向打桩顺序、适当调整打桩速率能够有效降低路基沉降,从而提高路基的稳定性和耐久性;在氯盐-硫酸盐环境下,优化螺钉桩施工中的混凝土配比,可提高路基在酸盐环境下的结构耐久性。     

低液限粉土填料掺盐抑制冻胀效果研究

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明显降低,有效抑制了土体的水分冻结;Na2SO4也能降低起始冻结温度,但效果不如NaCl。(2)随着盐含量增加,土体水分迁移量减少;加入NaCl后,冻结深度减小,冻结锋面含水率降低;加入Na2SO4后冻结深度无明显改变。(3)掺盐可有效抑制土体冻胀,且冻胀量随含盐量的增加而减小,NaCl抑制土体冻胀效果强于Na2SO4。建议该地区优先掺入NaCl来抑制路基冻胀,且掺入量控制在1.5%~2%之间。     

季节性冻土区铁路客运专线路堑路基冻害成因分析及对策研究

以季节性冻土区哈大铁路客运专线路堑路基冻害为背景,通过原位挖探及室内试验,对石质路堑路基冻害成因及基岩冻胀主要影响因素进行了研究。结果表明:基床表层级配碎石各项物理指标符合非冻胀性填料要求,无明显冻胀;基岩冻胀是形成石质路堑路基冻害的主要原因;岩体渗透性、地下水、温度及工程条件等是基岩冻胀的主要影响因素。提出了设置地下降排水设施、增设防冻层和隔断层等工程对策防治路堑路基冻害。在今后铁路客运专线建设中,建议设计时在岩体等级确定、路基设计冻结深度选取方面应进行必要的修正;在渗水盲沟深度和防冻层厚度确定上应结合地下水位临界深度考虑加上最小距离d,建议岩石类d取0.4 m。