压实度及含水率对路基回弹模量影响规律研究

以湖南省某高速公路路基红黏土为研究对象,采用静压成型方法制作不同压实度、含水率的标准试件,采用室内承载板法进行路基回弹模量测试,分析了压实度及含水率对路基回弹模量的影响规律。研究表明,路基回弹模量随路基压实度的降低而降低,随含水率的增加而降低;随着压实度的增加,路基回弹模量增加幅度逐渐降低;而随着含水率的升高,路基回弹模量降低幅度呈先减小后增大的趋势;路基含水率对路基回弹模量的影响比路基压实度对路基回弹模量的影响大,压实度一定时,含水率每增加2%,路基回弹模量降低10~15 MPa;含水率一定时,路基压实度每降低2%,路基回弹模量降低3~7 MPa。     

干湿循环下压实红黏土三轴试验

以余庆-凯里高速公路12标土样为研究对象,采用三轴试验研究了两种干湿循环方式(先干后湿和先湿后干)对压实红黏土抗剪强度指标的变化规律,并对干湿循环下边坡稳定性计算参数进行了探讨。研究结果表明,干湿循环作用显著降低了压实红黏土的抗剪强度指标,其中第一次衰减幅度很大,但经过一定次数的干湿循环作用后,强度指标趋于稳定状态。干湿循环对压实红黏土黏聚力的影响比内摩擦角影响要大。不同的干湿循环路径对压实红黏土抗剪强度指标影响的规律基本一致,但是先湿后干条件下压实红黏土抗剪强度指标比先干后湿要大。干湿循环下边坡稳定性计算参数取值建议采用长期强度指标值,黏聚力稳定值未经循环值的45%~55%,内摩擦角稳定值为未经循环值的45%~65%。研究结果更好地为红黏土地区工程建设提供技术依据。     

干湿循环作用下高液限粉土动态回弹模量试验研究

针对高液限粉土,采用新型试验方法进行干湿循环试验,并对干湿循环后的试验土样进行了动态回弹模量试验,探索动态回弹模量随干湿循环次数、含水率、应力状态的变化规律。研究结果表明:(1)回弹模量与围压呈正相关,与干湿循环次数、偏应力和含水率呈负相关;(2)回弹模量变化幅度随着干湿循环次数的增加而不断降低,首次降低最为明显,经历3～5次循环后衰减基本达到稳定,回弹模量衰减幅度约为63%;(3)干湿损伤对含水率变化较为敏感,随含水率增大,干湿循环损伤因子逐渐升高。此外,干湿损伤对应力状态变化规律影响较小,呈现出无序性。     

干湿循环下改良红黏土填料回弹模量变化分析

针对机制砂与生石灰两种改良红黏土，开展了不同掺量及不同干湿循环次数下改良红黏土填料的回弹模量试验。结果得出:改良红黏土的回弹模量随生石灰和机制砂掺量的增加均呈线性递增关系，生石灰改良红黏土回弹模量的增长速率明显大于机制砂改良红黏土；随着干湿循环次数增加，素红黏土和机制砂改良红黏土的回弹模量值呈对数函数衰减，而生石灰改良红黏土的回弹模量则呈现不降反升的趋势，表明机制砂对红黏土填料长期水稳定性的改善效果不明显，生石灰的改良作用显著。     

考虑含水量变化的路基回弹模量特性研究

路基回弹模量是表征路基抗变形能力与路面结构设计的重要力学参数,路基含水量是影响路基回弹模量的主要因素,但已有研究很少涉及含水量变化对路基回弹模量的影响规律。探讨路基土中含水量季节性变化规律以及回弹模量随含水量季节性变化规律,通过干湿循环试验,得出不同干湿循环次数、不同干湿循环阶段下甘肃重塑非饱和黄土的回弹模量变化规律。通过研究,可以得出,从工程上减少干湿循环对路基回弹模量的不利影响看,宜在最佳含水量偏湿一侧进行路基碾压。     

重塑红黏土固结变形影响因素分析

基于一维室内固结试验,分析了初始状态和干湿循环状态下红黏土固结变形特性,并对固结试验过程中的保湿方法进行了改进。研究结果表明,压缩试验的保湿方法建议采用预先补水+湿毛巾覆盖的措施,需要补充水分的多少根据散失的水量来定。当含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数变化幅度不大。当含水率大于最佳含水率后,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数随含水率的增加变化幅度较大。从控制路基工后沉降的角度考虑,建议路基压实时的含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间。压实红黏土应力~应变关系可用ε/p=Kp~n式来表达。干湿循环后红黏土压缩系数明显比初始状态的压缩系数要大,且随着循环次数的增加,压缩系数增大,前3次循环压缩系数增加较大,第4次和第5次循环压缩系数趋于稳定。建议在路基沉降计算中采用长期压缩系数a_(1-2)指标(即第4次或第5次循环的压缩系数),使得计算结果更加符合实际情况。     

干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究

为了探究干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土的路用性能,通过模拟干湿循环对改性红黏土和原样红黏土对比进行了7d无侧限抗压强度试验、三轴试验及强度仪试验,结果表明:干湿循环作用下两种土体的抗压强度,抗剪强度及抗压回弹模量均呈下降趋势,改性红黏土各性能下降趋势相较原样红黏土较小,相同干湿循环次数下,改性红黏土各指标均优于原样红黏土。建议红黏土地区路基修筑掺加适量石灰粉煤灰提高路基强度、稳定性及抗变形能力。     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

高液限黏土动态回弹模量试验研究

高液限黏土具有天然含水率高、孔隙比大及结构性强等特点,属于特殊路基填料。为了获得高液限黏土的动态回弹性能,利用动三轴试验研究了高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其规律,分析了动态回弹模量对偏应力、侧应力、体应力的依赖关系。研究表明,动态回弹模量随压实度和围压应力的增大而增大,而随循环偏应力的增大而减小。动态回弹模量受含水量影响较大,并在最佳含水量附近达最大值。试验结果为确定高液限黏土路基填筑含水量和压实度控制指标提供了依据。     

含水率和压实度对含粘砂土路基回弹模量的影响研究

采用回弹模量仪和不排水不排气非饱和土三轴仪两类试验仪器,对路基非饱和含粘砂土进行了6个不同含水率、5个不同干密度和压实度的回弹模量试验。试验表明:压实度对路基土回弹模量有较大的影响,最大可相差2倍;含水率对路基土回弹模量影响程度更大,含水率不同的两个试样,路基回弹模量相差接近于5倍。根据试验结果,给出了含水率、压实度与路基土回弹模量之间关系的函数表达式。     

哈尔滨市道路路基强度变化特性及预测

路基承载基层、路面、车辆荷载与道路附属设施,回弹模量是衡量路基抗压强度的主要指标。为了了解季冻区冻融循环作用下路基土含水量波动、压实度变化对路基回弹模量的影响,在哈尔滨市选取有代表性路段,分别测试不同含水量和压实度下回弹模量值的变化规律。结果表明:含水量、压实度变化对路基土回弹模量有明显影响,并建立路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式,通过现场取样试验,判定路基土干湿类型,证明了路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式的合理性。研究结果能迅速、合理地判定城市道路路基土的承载力,检验路基稳定状态,可为城市道路设计与维修提供合理的路基参数。     

荷载作用下红黏土干湿循环试验

为掌握红黏土在荷载作用下的干湿循环特性,对常规固结仪进行了改造,发明了一种模拟土体荷载作用下的干湿循环试验方法,开展了干湿循环与上覆荷载共同作用下的红黏土的胀缩特性试验。试验结果表明:上覆压力为0kPa和50kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率大于零,试样膨胀;压实度越大,膨胀量越大。初始含水率越小,膨胀量越大;增大上覆压力,可以抑制红黏土的膨胀性能;上覆压力为100kPa和200kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率小于零,试样收缩;压实度越小,试样收缩量越大;初始含水率越大,收缩量越大;增大上覆压力,可以增大红黏土的收缩性能;任何上覆压力下,所有试样第一次干湿循环下红黏土胀缩性能最为显著,经历5次干湿循环后,胀缩性能趋于稳定状态。     

季冻区路基土回弹模量影响因素分析

通过对黑龙江省内3条试验路段进行路基含水率调查,并选取黏性土、粉质土和砂性土3种有代表性的路基土,采用承载板法对所选土样进行室内回弹模量试验,分析其和含水率、压实度及冻融循环次数之间的关系.结果表明:3条试验路段路基平均含水率均大于最佳含水率;3种土样的回弹模量对含水率变化的敏感性非常大,都随含水率的升高而降低;土样回弹模量随压实度的降低而降低;冻融作用对土样回弹模量有衰减作用,但6次冻融之后,回弹模量值趋于稳定;3种变量对砂性土回弹模量的影响较黏性土和粉性土小.基于以上结论,建议对在用道路的排水设施及时进行检测及养护;在季冻区路面结构设计时,建议选取6次冻融之后的回弹模量作为路基强度设计值.     

高液限红黏土回弹模量试验

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性。采用室内承载板法分析了高液限红黏土回弹模量与压实度、含水率、稠度和压实度、龄期以及最不利条件下回弹模量与压实度关系。结果表明回弹模量与含水率关系可以用幂函数E=Aw-n形式拟合;回弹模量随压实度的增大而增大;回弹模量与压实度和稠度指标具有良好的相关关系,不同地区不同土质其回归关系是不相同的;回弹模量随着龄期的增长有一定提高。同一压实度时,最不利条件下与最佳含水率条件下高液限红黏土回弹模量的相关关系为:E最不利条件=0.461 5E最佳含水率条件+21.041,R2=0.996 1。     

贵州地区板溪群板岩填料路用工程特性及路基结构设计研究

针对贵州地区板溪群板岩填料的路用工程特性开展了一系列的室内试验研究,重点研究了干湿循环效应下板岩填料的CBR和回弹模量变化特征。试验表明:板岩填料长期强度受干湿效应与风化作用衰减显著,其CBR和回弹模量随试样浸水时间增加逐渐降低,浸水6~7 d后趋于稳定;CBR与回弹模量随着干湿循环次数增加不断衰减,5次循环后趋于稳定,且干湿循环引起的强度衰减幅度要大于单次浸水。因此,建议采用5次干湿循环后CBR值作为板岩填料的长期强度指标。试验表明该类填料的长期稳定CBR值满足路堤填料强度要求。最后,给出了贵州地区高速公路板岩路堤典型结构,可为类似工程提供参考。     

基于正交试验的路基回弹模量影响因素分析

对影响路基动态回弹模量的因素通过全面分析和筛选,提出以应力状况、湿度有限波动范围、循环次数、压实度等为考究对象。通过设计正交试验,采用动态三轴仪对粉质粘土展开一系列的动回弹模量试验研究。在对正交试验结果进行方差分析的基础上,明确了动回弹模量多水平多因素影响程度的显著性。实验结果表明:在诸多因素中,干湿循环的湿度波动范围影响最为显著,而后依次是压实度影响、湿度循环次数影响和加载序列影响。进一步说明了干湿循环过程中由于脱湿和吸湿过程不仅破坏了土体的孔隙和骨架结构,而且还造成了不可逆的粘结状态和颗粒间的作用特性。因而通过控制路基湿度波动范围可以有效的防止路基强度的衰变,确保路基的工作性能。     

碾压膨胀土波速变化规律及声波技术应用探讨

针对百色地区膨胀土,利用TH204非金属超声波测试系统,对以最佳含水率和塑限含水率为控制含水率下的碾压膨胀土进行声波测试,得到了等幅度干湿循环作用后的纵波速度的变化规律。试验研究结果表明,随着循环次数的增加,不同控制含水率下碾压膨胀土试件的平均纵波速度呈非线性衰减,其0～1次循环,衰减程度最大。循环幅度对膨胀土的波速衰减有较大的影响,循环幅度越大,纵波速度衰减越大。结合声波技术在岩体材料中的应用,探讨了声波技术在路基膨胀土中的应用问题。     

水泥或石灰改良红黏土的力学强度特性试验研究

采用水泥或石灰对江西省某高速公路红黏土进行改良,并采用击实试验、承载比（CBR）试验和无侧限抗压强度试验,研究改良红黏土的击实特性和力学强度特性。结果表明:水泥或石灰的掺量越高,改良红黏土的最大干密度和最优含水率均增大;水泥用量为10%～15%或石灰用量为5%～10%时,改良红黏土的CBR、无侧限抗压强度和回弹模量较大;尽管干湿循环对改良红黏土的强度不利,但水泥或石灰用量越高,干湿循环后的CBR和无侧限抗压强度越大。建议改良红黏土的水泥用量范围为10%～15%、石灰用量范围5%～10%。     

干湿循环下红砂岩路基填料回弹模量控制研究

经过多次干湿循环的红砂岩,其强度衰减特性十分明显,路用性能难以得到保障。该文基于室内干湿循环试验,揭示了3种红砂岩素土和不同水泥剂量改良土的强度变化规律。结果表明:红砂岩素土强度在干湿循环作用下衰减明显,回弹模量随干湿循环次数增加而减小;掺加一定量水泥可以有效遏制水活性,强度衰减幅度减小,随着水泥改良土龄期增长,第3次干湿循环后试件回弹模量缓慢回升。分析了路面与车辆的相互作用关系,根据路面的不平整度确定了车辆动态加载模型;基于动应变控制法和有限元法,针对3种不同路堤强度进行结构建模分析,得到了红砂岩改良层回弹模量和填筑深度的关系,通过幂函数拟合确定了重交通条件下满足动应变条件的改良层所需回弹模量的临界值,并于实际工程中得到验证。     

干湿和冻融共同作用下压实黏性土回弹模量试验研究

以山东济南和黑龙江大庆的两种低塑性黏性土为研究对象,在不同围压、动偏应力、含水率和冻融循环次数条件下,开展两种压实黏性土动三轴试验确定其回弹模量 M_R ,研究季节性冻土区域干湿、冻融共同作用对天然路基土M_R的影响规律。试验结果表明:试样冻融循环次数越多、含水率高,围压对M_R的贡献越大。动偏应力有两种刚度效应,即动偏应力下因土体逐渐压实产生的刚度增强效应和动偏应力反复剪切造成的土体结构破坏而产生的刚度衰减效应。高塑性土体M_R对含水率变化较为敏感,但敏感性随冻融循环作用显著降低。两种土的M_R在前3次冻融循环中衰减明显,随着冻融循环次数的继续增加,M_R基本保持不变。