湘潭-邵阳高速公路膨胀土工程特性试验研究

针对湘潭-邵阳高速公路膨胀土实际工程,对典型膨胀土路段的膨胀土进行了自由膨胀率、界限含水量、颗粒分析、粘粒含量、矿物组成、土样描述、有荷(无荷)膨胀力(膨胀量)基本物理力学性质指标试验、对膨胀土的化学成分进行了分析,获得了该高速公路膨胀土的工程特性,得到该路段膨胀土的膨胀力、膨胀量、胀缩速度曲线、膨胀过程、收缩过程的特征,为膨胀土路基边坡工程设计与施工,膨胀土地基加固与路基病害的防治提供了参考依据。     

石灰改良膨胀土用作无砟轨道铁路填料研究

武汉至孝感城际铁路采用无砟轨道,对填料的要求高,而武汉至孝感城际铁路沿线能直接用于填筑的填料严重匮乏,沿线附近仅有少量填料只能满足基床底层的填筑要求,路基本体填料需采用膨胀土作为填料。通过改良试验研究,确定膨胀土改良是否可以满足本线的路堤本体填筑以及改良土的合适的掺灰比。天河机场附近膨胀土在掺入6%生石灰改良后,膨胀土改良土可以作为无砟轨道铁路路基本体的填料。     

基于颗粒流的膨胀土路基破坏特征分析

研究目的:膨胀土具有强烈胀缩性,常处于非饱和状态,对水分状态的变化十分敏感,并由此引起膨胀土强度和体积的变化,往往造成工程建筑物的破坏。结合新建玉蒙线膨胀土路基的修筑,利用颗粒流离散元方法,对膨胀土的干湿胀缩效应从颗粒间强度变化及颗粒体积胀缩入手进行数值模拟,分析膨胀土路基在干湿胀缩循环下的破坏特征及过程。研究结论:颗粒流数值方法可以合理再现膨胀土的室内加压平衡法膨胀力测试实验及自由膨胀率测试实验;通过对膨胀土路基进行单次胀缩及多次胀缩模拟试验,可从细观角度揭示了膨胀土路基在胀缩循环下的浅表层塌滑现象;对比现场部分填筑中路基的破坏特征,表明数值模拟与现场情况基本吻合。     

新建合宁铁路改良膨胀土填筑路基沉降规律研究

结合合（合肥）宁（南京）客运专线改良膨胀土填筑路基试验段,根据膨胀土地基上填筑路基的不同基底处理方式、不同边坡防护形式来设置观测断面,通过埋设沉降板、路基边坡变形观测桩,对路基沉降及变形进行观测,研究膨胀土地基的沉降变形、主要影响因素及改良膨胀土路基的变形规律,预测工后沉降。通过对比分析,发现改良膨胀土填筑路基成型初期沉降受载荷以及天气影响明显,随着时间的推移,变形逐渐趋于稳定,路基成型后期受天气影响不显著,路基表现稳定。说明石灰改良膨胀土具有良好的工程性质,改良灰土填筑路基具有良好的水稳定性和抗变形能力,从而为全线设计施工提供了依据。     

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。     

铁路客运专线路基施工技术要点

我国铁路客运专线按时速200km以上的高标准设计。路基本体及基床下部均要优先选用A、B类优质填料,现场很难完全满足。设计要求对部分填料进行改良处理,以减小工后沉降和位移变形并增强路基刚度。利用生石灰和水反应的发热和膨胀作用来改良基床土的物理特性,其优点是稳定性较好,病害破坏后的自恢复能力强。路基填筑施工要重点控制软土地基处理,优先做好试验段,找出满足路基施工压实要求的各项参数。路堤土的夯实要分层进行,严格控制分层填筑厚度。施工应按设计及规范要求进行,做好工后观测和记录,作出沉落曲线图。     

铁路膨胀土路基填筑试验研究

研究目的：本文结合时速200km铁路客货共线路基压实度要求，通过对不同膨胀土填料进行室内试验，提出满足路基工程要求的改良方案和质量检测方法。 研究方法：收集国内外相关资料；进行现场填筑试验；研究满足时速200km客货共线铁路要求的路堤的压实施工工艺及压实质量检验方法、评判标准等。对石灰改良土进行粉碎、拌和、碾压等施工工艺研究，提出合理的施工参数及评判标准。 研究结果：通过实验验证设计并探讨适宜的路基结构形式及边坡防护形式；对不同膨胀土填料进行室内改良试验，提出满足本线路基工程要求的改良方案；提出改良土粉碎、拌和及压实施工工艺的试验成果及适宜的路堤填筑质量检验方法。研究结论：石灰改良膨胀土的塑性指标，相对膨胀土有明显改善，液限含水量基本保持不变、塑限含水量提高、塑性指数降低；掺石灰后，最佳含水量得到增加，而最大干密度则减小。     

水泥改良膨胀土重载铁路路基填料的可靠性研究

重载铁路路基相比普通铁路和高速铁路路基承受更大的动力荷载,对填料要求更为严格。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙—华重载铁路)三荆段(三门峡—荆门)沿线分布大量膨胀土,拟采用水泥改良膨胀土作为该区段路基填料。鉴于目前中国尚无在膨胀土地区修建重载铁路的实践与案例,针对重载铁路水泥改良膨胀土路基填料可靠性研究相对偏弱。为此,首先结合室内动三轴试验,系统探索重载铁路基床底层及以下路堤结构范围内水泥掺量3%和5%改良膨胀土的临界动应力;然后借助现场试验测试路基实际动应力水平,对水泥掺量3%和5%改良膨胀土填料的可靠性进行评估。研究结果表明:基床底层水泥掺量5%改良膨胀土填料临界动应力范围148.8～233.1 kPa,大于该范围实测路基动应力水平71.45 kPa;基床底层以下路堤掺量3%改良膨胀土填料临界动应力范围142.5～249.7 kPa,大于该范围实测路基动应力水平25.25 kPa,说明水泥改良膨胀土用作蒙-华重载铁路路基填料动力可靠性满足要求。研究结果对探索重载铁路基床范围内动力水平及水泥掺量3%～5%改良膨胀土填料的可靠性评估具有重要理论意义。     

合肥-南京铁路试验段改良膨胀土路基沉降分析

新建时速200km合肥—南京客货共线铁路的大部分路基为膨胀土地质,对膨胀土质进行改良,对路基填筑工艺和质量进行控制,是合宁铁路建设取得成功的关键。在工程试验段设置了改良膨胀土路基沉降观测断面,通过研究试验段改良膨胀土路基基底沉降、改良膨胀土路基本体压密特性、路桥(涵)过渡段路基压密特性等变化规律,预测工后沉降非常微小,能够满足路基工后沉降的技术要求。     

高速铁路路基红层泥岩填料力学特性试验研究

研究目的:本文主要研究红层泥岩的击实性质、CBR承载比、模拟路基荷载下的膨胀率、无侧限强度、三轴剪切强度及压缩模量,用以验证将红层泥岩用作高速铁路路基及基床填料的适应性.研究结果:得出了红层泥岩的最大干密度、最优含水量、浸水前后的强度及变形特性、CBR承载特性与膨胀特性等物理力学特性;结合达成新线试验段的试验研究及施工,分析了高路堤浸水前后的变形特性,提出了在实际工程中使用红层泥岩填料填筑路基的意见和建议.     

戈壁地区高速铁路路基填筑试验研究

通过兰新铁路第二双线路基试验段某工点戈壁土现场填筑试验,采用地基系数、静态变形模量、动态变形模量、孔隙率4种参数对路基质量进行检测,探讨戈壁土的物理特性、含水率、碾压机械、压实厚度等不同施工参数对压实效果的影响,提出合理碾压组合工艺。由力学检测指标间相关性分析表明各指标间具有一定的相关性,但相关性一般。由物理检测指标间相关性分析可知孔隙率检测标准有待减小。提出戈壁地区压实检测标准建议值,现场实测时建议以地基系数和孔隙率或压实系数为主,可有效保证填筑质量,加快施工进度。研究结果可为类似工程质量控制、检测提供参考。     

阳安二线膨胀土填料改良研究

拟建阳安二线沿线膨胀土广泛分布,膨胀土不能直接作为路基填料,如果选取合格填料,运距较远、投资大,而且挖方地段的膨胀土又得弃掉、占地多,极不经济。通过选取现场两处代表性取土场取样,生石灰粉作添加剂,按4%、6%、8%、10%四个级别的掺入比做室内改良试验,试验表明:生石灰掺入比大于4%改良后,能达到消除膨胀性的目的,改良土有较好的水稳性和较高的强度,能满足设计要求;改良土较原膨胀土有较高的抗压强度和剪切强度,且随生石灰的掺入比增加而增大;得出了路基不同部位、不同膨胀级别膨胀土的生石灰粉掺入比,为阳安二线路基填料设计提供了理论依据。     

路基的填料冻胀分类及防冻层设置

我国冻土区铁路路基表层的冻胀病害严重,且没有相应的路基填料冻胀性分类标准。在分析路基的冻胀特性、影响路基冻胀的因素、路基冻害整治中存在的问题的基础上,借鉴国内外地基土的冻胀性分类,并结合铁路路基填料分类的特点、铁路线路冻胀限高和维修标准,提出铁路路基填料冻胀性分类方案,并建议在冻土区设置路基防冻层。路基填料冻胀性分类方案以各类土的细粒含量、冻前含水量和冻胀高度为指标,进行冻胀敏感性和冻胀等级两级分类。路基防冻层应用细粒含量<5%的砂类和细粒含量<15%的砾类、碎石类不冻胀土填筑,防冻层的厚度根据路基的标准冻深。列车的运行速度和载重量确定。     

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。     

基于BIM技术的数字化路基填筑施工过程控制研究

针对铁路建设施工阶段,研究了基于建筑信息模型(BIM)技术的铁路路基数字化填筑施工过程。通过在推土机、平地机中加装坡度控制系统,实现路基填筑层几何尺寸的精确控制;在压路机中加装连续压实系统,确保路基填筑层的压实质量。工程应用表明,铁路路基数字化填筑施工的应用,实现了路基填筑层几何尺寸与压实质量的可视化控制,保证了每个压实层坡度和厚度的稳定控制;填筑层几何尺寸控制速度与精度明显提高,压实质量明显改善,表面横坡、纵坡均满足设计要求。数字化路基填筑施工进行了严格的过程及质量控制,将施工数据以数字化方式存储、分析、展示,达到了稳定施工质量、过程可追溯的目标。     

高速铁路无砟轨道路基质量控制指标研究

研究目的：高速铁路无砟轨道对路基的耐久性和刚度提出了更高的要求，为确保质量控制，中德都建立了一套相应的质量控制标准，这两种标准之间既有联系也有区别，开展中德路基质量控制指标对应关系的研究，可以借鉴国外比较成熟的经验，尽快完善适合中国国情的路基质量控制标准。研究方法：首先从理论上对中德高速铁路无砟轨道路基填筑质量控制标准的指标进行了对比和分析，指出了2种标准之间的联系以及不同之处；再结合路基填筑实例，分别采用中德两种规范进行相关试验，建立了该试验条件下的中德规范指标之间的对应关系。研究结果：中国标准中用统一的孔隙率值来控制中、粗粒土的压实质量有待进一步研究。研究结论：对具体的填料，应通过相应的击实试验确定与密实度控制指标对应的孔隙率值；采用Ev2／Ev1比值可用于间接验证填料达到的密实度；如和Ev1之间存在良好的相关关系。     

路基是有生命力的结构物——我国高速铁路路基建设取得的成就和需要继续解决的问题

系统归纳总结我国高速铁路路基技术体系形成、发展、完善的历程和高速铁路路基建设10年来在地基处理、路基结构层设计和填筑、路堤式路堑、过渡段、路基边坡支挡防护和防排水、路基结构与附属电缆沟槽和接触网支柱等基础的系统集成、沉降变形观测与评估等方面变革和发展取得的成就,指出正是高速铁路对路基工程刚度和变形的严苛要求,促进了我国高速铁路路基技术的革命性变革和不断进步,强化了路基结构物的建造理念,凝聚了路基结构物的生命力;同时,在非饱和土、膨胀土(岩)等方面阐释路基建设过程中仍需继续研究解决的问题。希冀本文有助于我国高速铁路路基技术体系的不断完善、创新发展,进一步提升我国高速铁路路基建造水平,增强满足列车安全、高速、舒适运营的生命力。     

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。     

气泡混合轻质土在地铁高填方路基中的应用

以重庆地铁涂山车辆段高填方路基工程为例,介绍气泡混合轻质土在用地狭小受限地段的应用实例,提出气泡混合轻质土填筑地铁路基的设计要点并进行稳定性验算,通过分析肯定了气泡混合轻质土的耐久性,提出气泡混合轻质土填筑地铁高填方路基的施工及质量控制要求。相对于桩板式挡墙和结构混凝土架空等传统处理方式,气泡混合轻质土填筑地铁受限高填方路基具有施工方便、节约投资、缩短工期的优点,且质量可控度高。