粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究

高标准铁路路基对填料选择要求较高,人工压实素黄土不能满足其使用要求.结合兰新铁路兰(州)武(威南)复线工程,对素黄土、粉煤灰黄土、粉煤灰与石灰(二灰)、水泥改良黄土填料,在不同掺合比、不同含水量下进行无侧限抗压强度试验,探讨粉煤灰与石灰、水泥改良黄土的强度特性与水稳性.试验结果表明:人工压实素黄土强度低,水稳定性差;粉煤灰可在一定程度上改善黄土强度特性.采用石灰与粉煤灰或低掺量水泥与粉煤灰可显著改善黄土强度特性,能满足高标准铁路路基基床底层及以下部位填筑要求;其改良效果与掺合比、含水量等有关.工程中可选5%石灰与10%～30%粉煤灰、2%水泥与10%～30%粉煤灰改良黄土作为路基工程填料,具有明显的技术、经济及环境效应.     

石灰改良膨胀土填料试验研究

以改建铁路沪汉蓉通道襄樊至老河口段路基工程为依托,通过室内试验和现场检测试验,对石灰改良膨胀土的物理性质、胀缩性、强度特性、水稳定性和干湿循环下其强度变动规律进行了研究．研究结果表明：石灰改良土的塑性指数降低,胀缩性减弱;石灰改良土的抗剪强度与掺合比、养护龄期和压实系数均呈正相关性,石灰改良土最佳掺合比为5％～7％,60d龄期之后石灰改良土的抗剪强度基本趋于稳定;石灰改良土水稳定指标在0．70以上,具有很好的水稳定性;石灰改良土抗剪强度指标随干湿循环次数增加呈衰减趋势,但当干湿循环次数较大时,石灰改良土的粘聚力随循环次数的增加会出现一定程度的提高．现场压实质量检测结果表明,石灰改良土路基质量基本能满足规范要求．     

多孔改性混凝土结构抗冻融性能研究

针对国内外研究空隙型多孔改性混凝土结构抗冻融少的现状,通过结构特性影响分析及抗冻融性能试验,分析了多孔改性混凝土结构抗冻融性能,结果显示,多孔改性混凝土经冻融循环后,其抗弯拉强度大幅降低,抗冻融性系数随冻融次数增加而增大,相对动弹模随冻融循环次数增加而逐渐降低.通过研究冻融破坏机理,为采取措施提高多孔改性混凝土的抗冻融性能提供理论依据.     

压实石灰黄土力学特性试验

通过对公路上广泛使用的灰土比为10％(重量比)、压实度为95％的压实石灰黄土进行三轴试验，测得了不同围压下压实石灰黄土的应力-应变曲线、体积变形曲线及侧向变形曲线，获得了压实石灰黄土的初始切线模量、初始切线体积模量、初始泊松比、峰值强度、峰值应变、残余强度和抗剪强度参数等力学指标。结果分析证明邓肯-张模型不适用于压实石灰黄土。可以使用改进的Saenz公式来表示其应力-应变关系。     

膨胀土粉煤灰改性与石灰改性对比试验研究

开展了典型中膨胀土、粉煤灰改性土与石灰改性土的基本物理特性、击实特性、强度特性比较试验。试验结果表明:1)相比于未改性土,粉煤灰改性土和石灰改性土自由膨胀率、塑性指数、胶粒含量都显著降低;2)随着粉煤灰掺入比的增大,在重型击实标准下,改性土最优含水量呈增大趋势,最大干密度呈下降趋势;3)两种改性土CBR峰值都显著提高,当掺入比合适时,CBR膨胀量显著降低,改性后水稳定性较好;4)两种改性土都可同时满足规范对压实度和CBR的要求。最后探讨了与石灰相比粉煤灰改性方案的适用性与可行性。     

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

水泥搅拌砂土强度特性及影响因素研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段为饱和黄土地基,设计采取水泥土搅拌桩复合地基加固;该线部分地段饱和黄土地基中含有呈透镜状分布的砂土.对水泥搅拌砂土在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺合比、养护龄期、搅拌均匀程度下进行强度特性试验研究,分析了水泥搅拌砂土无侧限抗压强度的变化规律.试验表明:水泥搅拌砂土无侧限抗压强度随二灰掺量的增加而增加,二灰掺入量从7%增加到20%水泥搅拌砂土的无侧限抗压强度增长了160.1%;随养护龄期的增加而增大,7~28d增长较快,28d以后仍有较大程度的增长,龄期90d抗压强度与28d强度有较好的相关性,可以用28d强度预测90d强度,缩短试验周期;随着搅拌均匀程度的提高,水泥搅拌砂土的无侧限抗压强度显著增大,搅拌非常均匀的试件无侧限抗压强度比搅拌极不均匀的试件增长了238%~263%.     

Q4黄土改良土填筑高速铁路基床的试验研究

改良路堤填料是高速铁路路基的重要内容.研究内容是通过在Q4黄土中掺入水泥及石灰进行土质改良.通过大量的室内试验,进行了水泥改良土、石灰改良土的物理力学特性研究,得到了有价值的结论:对于石灰改良土,存在一最佳石灰掺量,约7%,石灰土在最佳掺灰量时,其强度存在一峰值.水泥改良土在不同掺和比条件下的物理力学性质指标均能够满足路堤填料的要求.出于安全及经济因素,认为路堤填料采用Q4黄土掺入5%水泥改良土为宜.含水量对改良土的工程性质影响很大,因而在工程施工中应使改良填料的含水量尽可能达到最优含水量.     

布敦岩沥青无机粉粒微观特征及改性机理

为了研究布敦岩沥青（Buton rock asphalt,BRA）中天然无机粉粒在沥青混合料改性过程中的作用,对布敦岩沥青中天然无机粉粒的特性和改性效果进行了分析. 利用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）测定了无机粉粒的X射线衍射谱和微观图像;通过K值法和灰度图像处理,分析了布敦岩沥青中的天然无机粉粒的矿物组分、微观特征及其形成机制;采用动态剪切流变试验和混合料性能试验,测定了天然粉粒对胶浆和混合料性能的影响. 结果表明:布敦岩沥青中天然无机粉粒含有约85%的碳酸岩,主要由古海洋生物残骸形成;其余约15%成分为石英、云母和石膏,比例约为7∶6∶1,颗粒表面覆盖的层状和片状晶体构成的微观粗糙构造的面积可达80%以上;原始微观形貌特征和有机胶结料对粉粒微观构造的填充状态是影响天然粉粒改性效果的主要因素,以天然无机粉粒取代机制矿粉使沥青胶浆车辙因子最多提高0.524 kPa,动稳定度提高18.8%,冻融劈裂强度提高5.1%,冻融劈裂强度比提高至83.5%以上;复合改性时,天然无机粉粒能够作为助剂改善沥青质改性胶结料和沥青混合料的性能. 当采用天然沥青质改性时,无机粉粒使沥青胶浆车辙因子提高0.674～0.910 kPa,动稳定度提高21.1%～25.6%,冻融劈裂强度提高3.5%～5.6%,冻融劈裂强度比由85%提高至90%以上.      

灰土桩在高速公路黄土地基处理中的应用

通过黄土路基和用灰土桩处理过的路基的比较,本文利用有限元分析了灰土桩在提高地基承载力和减小变形方面所起到的作用,对灰土桩复合地基的工作性状作了进一步的探讨,希望对工程实践有所帮助。     

浸水作用下二灰黄土的稳定性

对二灰黄土进行了不同干湿循环次数和不同浸水时间2种浸水作用下的强度试验和压汞试验, 分析了二灰黄土水稳定性。分析结果表明: 二灰黄土强度较高, 7 d龄期无侧限抗压强度可以达到1.33 MPa; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2次干湿循环后二灰黄土强度就大幅度降低, 并趋于稳定, 经过10次干湿循环后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为42.8%、47.4%; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土的总孔隙体积呈线性增加, 经过10次干湿循环后二灰黄土的总孔隙体积从0.200 1 mL·g-1增大到0.238 3 mL·g-1, 增加了19%; 在干湿循环过程中, 不同孔径孔隙体积变化规律不同, 大孔隙体积呈线性增加, 小孔隙体积和微孔隙体积基本上没有发生变化; 随着浸水时间的延长, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2 d浸水后强度产生大幅度降低, 并随着浸水时间继续延长强度逐渐趋于稳定, 经过4 d浸水后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为33.6%、54.7%。可见: 在石灰与粉煤灰掺量较小的情况下, 水对二灰黄土的强度有明显的弱化作用, 浸水作用可导致二灰黄土强度降低, 干密度略微减小, 总孔隙体积增大, 但相对于未改性黄土, 二灰黄土仍然具有较高的强度和较好的水稳定性, 可以在黄土地区作为道路的底基层推广使用。      

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题，采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料，可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能，选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究，研究气泡混合土质量及强度损失规律，从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响；进而，向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维，探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高，表现为容重越大，所能经受的冻融循环次数越多，抗压强度和质量损失率越低；容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失达到9.2%；而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后，抗压强度才开始明显降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能，其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小，且抗压强度和质量损失的速率明显降低；不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后，经过50次冻融循环后，试件的抗压强度损失减少50%以上，质量损失减少40%以上。     

外加剂对低活性二灰混合料强度的影响

针对低活性二灰混合料,通过掺加不同的外加剂在不同龄期的无侧限抗压强度试验来研究强度特性,通过X光衍射和扫描电镜研究外加剂对二灰混合料强度改善的机理.结果表明掺加Na2SO4和Na2CO3可显著改善二灰混合料的早期强度,掺加Na2SO4对二灰混合料的后期强度改善要优于掺加Na2CO3,掺加水泥无论早期还是后期强度改善效果相对较差.     

季节性冻土区水泥固化路基填料试验与分析

为了探究季节性冻土区水泥固化路基填料的抗冻融损伤特性,对不同养生时间、水泥占比和冷却负温下的水泥固化土进行无侧限抗压强度试验和三轴试验。结果表明:随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压强度和各围压以及各龄期下的抗压强度均呈现先减小后增大的趋势,经历一次冻融循环的试样其抗压强度下降最为明显;在一定范围内的养生时间、水泥占比和冷却负温不干扰冻融循环对峰值应力的影响趋势,但改变干扰冻融循环的影响程度。     

二灰碎石加入化学添加剂进行力学性能改良的试验研究

从二灰材料强度形成的机理入手,分析采用化学添加剂提高二灰碎石早期强度的原理,并在工程实践中对此工艺进行大量的试验,研究证明：采用此方法能够提高二灰碎石的早期强度,有很好的经济效益和社会效益,值得推广应用。     

重交通下路基材料抗冲刷性能的研究

针对水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰砂砾不同配比的抗冲刷性能进行对比试验,根据试验结果．提出南方地区重交通条件下路基材料的最佳配比,可为设计适应路基高强度、低开裂、抗冲刷性能好的路基基层提供参考。