稻秸秆加筋土生态护坡室内降雨冲刷试验研究

针对湖南省某高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,提出采用稻秸秆加筋土对坡体表面进行生态防护。通过室内边坡模型的降雨冲刷试验探讨了不同稻秸秆加筋土厚度与不同稻秸秆掺和比例的防护机理与效果,可知降雨冲刷作用下坡面破坏是从雨滴溅蚀开始的,而后是重力、摩擦力和坡面径流推力等对土颗粒的搬运作用,进而对坡面形成冲蚀;稻秸秆加筋土防护层受雨水溅蚀程度要小,泥沙冲刷量少,防护效果较好;稻秸秆掺和比例为0. 3%、防护层厚度为5 cm下的稻秸秆加筋土层防护效果最佳。室内试验结果可为同类工程研究与实际工程应用提供借鉴或参考。     

麦秸秆加筋石灰土抗剪强度影响因素灰色关联度分析

为增强石灰固化滨海盐渍土的强度、塑性和抗变形能力,进行了麦秸秆加筋辅助处理的试验。试验分析结果表明:①麦秸秆加筋作用主要提高土的粘聚力,对内摩擦角的影响很小。②适宜的麦秸秆加筋长度为20mm,约为试样直径的1/3;适宜的加筋率为0.25%。③养护初期麦秸秆加筋作用较强,养护后期,土的强度提高主要依赖石灰的固化作用。④灰色关联度理论分析认为,对加筋土的粘聚力影响程度依次为固化作用、加筋率、加筋长度;对内摩擦角影响程度依次为固化作用、加筋长度、加筋率。固化作用是影响加筋土强度的主要指标。麦秸秆     

稻秸秆加筋水泥土空心砌块边坡生态防护技术研究

在普通混凝土空心砌块护坡的基础上,提出了一种以稻秸秆、工程开挖后的废弃土、少量水泥为原料制成的空心砌块对边坡进行表层防护的方法,使其既具有混凝土空心砌块抗冲刷能力强、施工简单的优点,又能克服其资源消耗大、工程造价高的弊端。采用无侧限抗压强度试验,探讨了在不同稻秸秆掺量、不同稻秸秆长度、不同水泥掺量以及不同养护龄期条件下,稻秸秆加筋水泥土及其空心砌块的抗压强度发展规律及其耐久性能。在此基础上通过对比分析裸坡、稻秸秆加筋水泥土空心砌块、三维土工网3种防护形式下的花岗岩残积土边坡强降雨冲刷试验以及室外空心砌块植草试验,验证稻秸秆加筋水泥土空心砌块的实际防护效果。最后对稻秸秆加筋水泥土空心砌块护坡的经济性与适用性进行了分析讨论。研究结果表明:稻秸秆加筋水泥土空心砌块的强度和耐久性能能够满足工程实际应用要求,其每平方米造价比普通混凝土空心砌块减少40%左右,经济效益十分显著,具有良好的应用和推广价值。其中稻秸秆加筋水泥土空心砌块最经济合理配比为稻秸秆掺量0. 25%、稻秸秆长度15 mm、水泥掺量15%。     

玻璃纤维加筋土强度特征试验研究

为了揭示玻璃纤维加筋土的加筋机理,进行多因素多水平的室内三轴试验,研究玻璃纤维加筋土的强度和变形特性,并采用多元回归分析,得出考虑多因素影响的玻璃纤维加筋土强度指标公式.试验结果表明:玻璃纤维加筋土的应力-应变曲线近似呈双曲线;玻璃纤维的掺入可改变砂土结构,提高纤维土的强度,特别是强度指标粘聚力提高显著,但是对元筋砂土内摩擦角影响不大;玻璃纤维加筋土粘聚力c与纤维长度l,纤维掺加比例m存在非线性关系;抗剪强度增加幅度与纤维掺加比例之间是非线性关系,与纤维长度之间近似呈线性关系.     

木质纤维加筋土抗剪强度影响因素试验研究

为研究不同因素对木质纤维加筋土抗剪强度的影响,以黑龙江某工程的粉质黏土为试验对象,通过正交试验,得到了压实度、含水率以及纤维掺量3个因素对木质纤维加筋土抗剪强度的影响。研究结果表明:各个影响因素对土体抗剪强度指标的影响程度的次序为:含水率压实度纤维掺量;通过方差分析,含水率对于木质纤维土的抗剪强度参数的影响最为显著,为主要影响因素,压实度以及纤维掺量对于木质纤维加筋土黏聚力的影响较显著,属于次要影响因素。     

聚丙烯纤维加筋土路用性能试验研究

在土中掺加聚丙烯纤维可以有效的改善土体的力学性能,为了解掺加聚丙烯纤维对土体路用性能的影响,采用了击实试验、CBR试验和回弹模量试验,研究了掺加纤维、击实功对各指标的影响。试验结果表明,掺加聚丙烯纤维降低了土体的最佳含水量和最大干密度,尤其是对最佳含水量的影响比较显著;掺加聚丙烯纤维可以显著的提高土体的CBR值和回弹模量,并且随着纤维掺量的增加(纤维与干土的质量比:0%~0.6%),纤维加筋土的CBR值和回弹模量也随之增加,加筋土的CBR值受到试验击实功的影响比较显著,提高击实功有利于纤维加筋作用的发挥,因此,在土中掺加聚丙烯纤维可以改善土体的路用性能。     

叶新—大叶公路路基土抗剪强度试验研究

为保障叶新—大叶公路改造工程的顺利进行,以压实度和初始含水率作为试验分组依据,对叶新-大叶公路路基粉质粘土开展直接剪切试验。试验结果表明:初始含水率越高,路基土的抗剪强度越差,当初始含水率处于27%～29%时,初始含水率的改变对抗剪强度影响最大;压实度越高,路基土抗剪强度越好,当初始压实度处于90%～94%时,压实度的改变对抗剪强度影响最大。试验结果以及结论可为叶新-大叶公路改造工程的设计和施工提供参考。     

纤维加筋黄土抗剪特性研究

为了研究纤维加筋黄土的抗剪强度特性,按不同纤维掺量、不同压实度和不同含水率的多种组合工况制作纤维加筋黄土及素黄土试样,进行直剪试验.经对试验数据的整理和分析,得到以下主要结论:①纤维掺量较高时,可以使黄土从应变软化型转变为应变硬化型;②当纤维掺入量大于0.3％时,纤维的掺入可以明显提高黄土的黏聚力,并且随纤维掺量的增加其黏聚力随之增大;③素黄土和纤维黄土的黏聚力和内摩擦角都随压实度的提高而显著增长,并随含水率的增大而明显下降.     

纤维素纤维加筋土的力学特性

为提高上海地区黏土的工程特性,采用纤维素纤维改良黏土的方法,通过击实试验、直接剪切试验和无侧限抗压强度试验,来探究不同加筋条件下纤维素纤维对上海黏土的最优含水率、最大干密度、抗剪强度以及抗压强度等力学特性的影响。试验结果表明:纤维素纤维可增大黏土的最大干密度,减小黏土的最优含水量,且随着纤维加筋率和含水率的增大,影响逐渐降低。与素土相比,纤维素纤维加筋土的抗剪强度明显增强,最优加筋率为0.6%。当纤维素纤维加筋率低于0.6%时,不同垂直荷载下的抗剪强度均随着纤维含量的增加而提高,当纤维素纤维加筋率高于0.6%时,加筋土的抗剪强度则逐渐下降。直接剪切试验中,垂直荷载为50 k Pa和100 k Pa时,多数应力应变曲线呈现应变软化型;150 k Pa和200 k Pa时,多数应力应变曲线呈现应变硬化型。当纤维素纤维加筋率为0.6%时,纤维素纤维可明显提高黏土的抗压强度,纤维加筋率过高时,纤维素纤维对黏土无侧限抗压强度的影响减弱。纤维素纤维可增强黏土整体性、受外力作用时的稳定性,纤维加筋率过高时,抗压强度和抵抗变形的能力减小。由此说明,纤维素纤维可在一定程度上增强黏土的密实度、抗剪强度和抗压强度,优化黏土破坏形态。同时,过量的纤维素纤维将引起反作用。     

加筋粗粒土力学性能试验研究

采用3种土料、2种加筋材料(三向土工格栅、双向土工格栅)进行加筋土的无侧限抗压试验,探讨了加筋层数、加筋间距、含水率、压实度和土粒级配等对加筋粗粒土抗压特性的影响,得到以下主要结论:(1)压实度越高、加筋层数越多的加筋粗粒土承受大变形的能力越强,抗震性能越好;(2)压实度越大的粗粒土,增加格栅加筋密度对提高加筋土强度的作用越显著;(3)加筋粗粒土的强度随土中粗粒含量的增加而增大;(4)含水率对加筋粗粒土的强度基本无影响。     

麦秸秆加筋石灰粉土冻结温度试验研究

针对低液限粉土,分析了石灰掺量、麦秸秆掺量、麦秸秆长度对其冻结温度的影响。结果表明:粉土、秸秆加筋粉土冻结温度均随石灰掺量的增加而降低,且相同石灰掺量下,秸秆加筋粉土的冻结温度比粉土降低约1倍以上;相同秸秆长度下,粉土冻结温度随秸秆掺量的增加呈线性规律降低,但总体降幅较小;相同石灰掺量、麦秸秆长度下,石灰粉土冻结温度随麦秸秆掺量的增加而降低;相同秸秆长度、掺量下,石灰粉土冻结温度低于粉土;秸秆掺量一定时,较短秸秆长度对粉土冻结温度影响不大,而对于石灰粉土,冻结温度随麦秸秆长度的增加呈先升高后降低的趋势。不同影响因素对土体冻结温度的影响程度为石灰大于秸秆。     

不同初始状态下粉土强度的影响因素分析

粉土路基强度受多因素制约,具有难碾压、易失水、水稳定性差等特点。为揭示各因素影响下不同初始状态的粉土强度变化规律,选取3种不同粉粒含量的粉土制备不同击实次数、不同含水率条件下的标准试件,分别进行浸水CBR试验和不浸水CBR试验。研究结果表明:随着初始含水率的增加,浸水CBR呈抛物线变化规律,不浸水CBR呈"倒S"变化规律;当初始含水率小于wopt+1%时,增大击实功可有效提高浸水CBR值和不浸水CBR值,大于wopt+1%时无明显影响;粉土试件浸水后,CBR衰减幅度受初始含水率影响较大,初始含水率小时衰减幅度最大,随着初始含水率的增大,CBR衰减幅度逐渐减小;初始含水率小于wopt+1%时,粉粒含量越多,浸水CBR值越小,大于wopt+1%时无明显影响;初始含水率在(wopt-1%,wopt+1%)时,粉粒含量越多,不浸水CBR值越小,超出该范围后无明显影响;当初始含水率小于wopt+1%时,浸水CBR与孔隙率Va具有良好的幂函数回归关系;含水率wopt+1%可以作为粉土水稳定性、线膨胀率变化的分界点。     

聚丙烯纤维-水泥基稳定土抗剪强度试验研究

为了分析聚丙烯纤维物理加筋和水泥化学加固作用对土体抗剪强度的影响,通过直接剪切试验,研究了不同纤维、水泥和河砂掺量对纤维-水泥基稳定土试样抗剪强度指标的影响规律。结果表明:①试样的剪应力与剪切位移关系曲线呈非线性关系,试样的抗剪强度与法向应力成正比关系;②随着水泥和纤维掺量的增加,试样的黏聚力和内摩擦角不断增大,并且大致呈线性增长趋势;③随着含砂量的增加,纤维-水泥基稳定土试样的黏聚力大致呈现先增加后降低的趋势,最大值出现在含砂率为4%时,这表明在纤维-水泥基稳定土中,掺加适量的砂不仅不会降低试样的黏聚力,反而对黏聚力提高有一定的帮助。     

生态边坡施工初期防护方式试验研究

针对土工格室护坡在施工初期植被未长成时容易受气候和环境的影响从而发生失稳破坏,甚至整体滑坡的问题,提出在土工格室浅层填入麦秸秆加筋土的生态护坡方式。通过室内边坡模型的人工降雨试验,对不同规格土工格室防护坡面及有无麦秸秆加筋防护坡面的抗冲蚀性能进行了对比分析。结果表明,采用土工格室及麦秸秆加筋防护可有效提高植被不完善边坡的抗冲蚀性能;仅土工格室加筋防护坡面的冲蚀量为裸坡冲蚀量的27.58%,土工格室及麦秸秆加筋防护坡面的冲蚀量仅为裸坡冲蚀量的15.72%;同等条件下,土工格室尺寸规格越小,坡面抗冲蚀性能越好。试验结果可为该护坡形式的进一步研究和工程应用提供参考。     

麦秸秆形状效应对加筋盐渍土抗变形能力的影响

以等围压和减围压应力路径三轴压缩试验,研究不同加筋形状麦秸秆的加筋盐渍土的抗变形性能。研究结果表明:1/4圆弧状麦秸秆的加筋土的强度最大、抗变形能力最强,在相同围压下,1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的强度增长速度较快。在低围压时,麦秸秆加筋土的偏应力应变曲线呈硬化型,在高围压时,曲线呈软化型。圆管状加筋土破坏形式主要为局部破坏,1/4圆弧状加筋土为整体破坏,1/2圆弧状加筋土破坏形式介于圆管状和1/4圆弧状之间。1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的抗变形能力最优。     

双层立体加筋土的三轴试验研究

为探求双层立体加筋土的强度特性,通过三种布筋方式的加筋土试样进行了大量三轴试验。结果表明,在同样围压作用下,水平加筋土的强度比无筋砂土的强度有所提高;立体加筋土的强度比水平加筋土强度有所提高;立体加筋土的强度随着竖向加筋高度的增加而增加。结果还表明,不同的布筋方式对加筋土两个强度参数的贡献是不同的,单面、双面立体加筋能为土体提供较大的粘聚力,而环状立体加筋更多改善的是土体的内摩擦角。     

一种稻秸杆泥皮护坡材料及抗冲刷试验研究

基于土质边坡的雨水冲刷及生态防护的根系护坡原理,提出了一种基于稻秸秆泥皮护坡新方法。采用物理力学试验方法,研究了稻秸加筋对泥皮性质的影响,分析了稻秸杆添加前后泥皮的干密度、渗透性、崩解性、干缩抗裂性等参数变化。在此基础上,对采用稻秸杆泥皮护坡材料的边坡进行了室内强降雨冲刷模拟试验,通过对比分析裸坡、纯泥皮护坡、稻秸杆泥皮护坡冲刷试验的结果,研究了稻秸秆泥皮护坡的抗冲刷效果;通过对不同稻秸杆含量配比、不同稻秸杆长度、不同含水量稻秸杆泥皮护坡材料的试验,研究了该材料抗冲刷性能影响因素。结果表明:稻秸杆泥皮材料具有干密度大、抗渗能力强、抗崩解和抗干缩开裂效果明显等特性;稻秸杆泥皮护坡能显著提高路基边坡的抗强降雨冲刷能力,最经济合理的配比指标为稻秸秆含量20 kg/m3左右,长度7.5~10 cm,泥皮含水量18%左右抗冲刷能力最强。     

土工格栅加筋路基土的松弛特性

为了研究土工格栅加筋路基土在长期车辆荷载条件下的流变特性,采用格栅材料的黏弹特性与土体的非线性弹性本构模型,分析了路基加筋土复合材料的应力松弛方程,通过三轴流变加载试验与理论对比分析,验证了所建立的松弛方程能够很好地描述加筋土的松弛特性及各因素的影响规律.结果表明:在初始剪应力相同的情况下,加筋土试件的松弛速率与松弛幅...     

草类根系对坡面土强度及崩解特性的影响试验

坡面植被的固土防冲刷失稳作用往往取决于草类根系对坡面土强度和抗崩解特性的提高幅度。为研究草类根系对提高坡面土强度和抗崩解特性的影响规律,首先通过植草种植试验和观察,研究草类根系生长及竖向深度含根量分布规律,然后采用直剪试验得到不同根系含量或不同生长深度与根-土复合体强度的关系,并对添加不同含量根系的根-土复合体进行强度试验,比较种植活根系和添加死根系根-土复合体不同的强度特性。对路堑坡面植草根系原状土样和添加根系重塑配制土样进行崩解试验,比较分析坡面土壤的结构性、根系含量对植草坡面土体崩解特性的影响。结果表明：草类根系的纵横穿插与缠绕根网加筋作用使草类根系能显著增强根-土复合体的强度,种植根系的毛细根系及生物活性使其对土体强度提高的加筋效应远优于添加根系,其提高幅度与根含量呈线性增加关系;由于草类根系的缠绕包裹作用提高了土的强度,且草类根系在土体孔隙中的穿插能减少雨水入渗时的孔隙气压及封闭气体,从而使草类根系能显著提高根-土复合体的抗崩解特性;路堑边坡土体的结构性以及主根系衍生出大量毛细根系的存在,使添加根系重塑配制土的抗崩解能力远小于路堑边坡种植根系原状土;根土样在配制土中采用稻秸秆代替草类根系,在同样添加比例的情况下具有更高的抗崩解能力及加筋强度。     

基于土工格室及加筋的生态边坡加固试验分析

基于生态边坡坡面防护方案,在常规基础上提出了土工格室规格及外掺作物秸秆加筋的改进措施;搭建了室内模拟边坡降雨冲刷试验;控制土工格室规格及外掺作物秸秆加筋变量,分析模拟边坡降雨冲刷数据,综合对比生态边坡坡面防护效果。结果表明：土工格室及外掺作物秸秆加筋的综合措施能显著提升生态边坡坡面抗冲刷能力,增强边坡防护效果;单一采用土工格室措施的生态边坡冲蚀量相较于裸坡可降低71.27%,采用土工格室及外掺作物秸秆加筋的复合措施可降低84.65%;缩小土工格室尺寸有利于降低生态边坡坡面模拟降雨冲蚀量,提升防护效果。