红黏土路基路用性能研究

为研究红黏土路基的路用性能,本文采用强度试验。以承载比和压实度为评价指标,对比研究了不同击实功和含水率对红黏土路用性能的影响。结果表明:随着含水率的增加,红黏土试件承载比(CBR)值有所升高。当击实次数达到一定值时,红黏土的密实度会趋于稳定状态,不会无限增加。当试件含水率为26%～28%时,三种击实功试件的膨胀量均趋于稳定,此时路基的水稳定性能较好。为确保红黏土路基的长期质量,建议红黏土路基碾压时的含水率在26%～28%之间。     

不同压实度下路基土抗剪强度参数和CBR试验研究

为了研究压实度对路基土抗剪强度参数和加州承载比（CBR）的影响，选取粉土、砂土和黏土三种类型的路基土，分别进行击实试验、不同压实度下的直接剪切试验和CBR试验。结果表明:压实度对路基土的内摩擦角、黏聚力和CBR值影响显著，且均具有较好的相关性。在此基础上，以塑性指数表征路基土的类型，最佳含水率和最大干密度表征路基土的物理状态，以压实度为主要影响因素，建立了路基土的抗剪强度参数和CBR值预估模型，建立的预估模型不仅精度较高，而且具有普遍适用性，可为公路路基的设计与施工提供参考。     

含砾粒武鸣红黏土的击实性能与承载强度

通过对天然土、过10mm筛、过0.5mm筛3种不同级配的武鸣红黏土进行击实试验及CBR试验,结合其矿物组成,比较了粗粒含量及含水率变化对填筑性能的影响。研究结果表明:天然武鸣红黏土颗粒组成中砾粒和粉粒含量较多,不同级配的击实土在最优含水率时,其浸水后的CBR值均为最大值,天然土、过10mm筛的土浸水后CBR值下降幅度较大,过0.5mm筛的土较小,但3种土样浸水后CBR值均趋向一个稳定的值,这一规律受红黏土的土质特点以及浸水前后土间毛细力、范德华力及化学胶结力变化所控制;红黏土击实样泡水后CBR值强度降低的主要原因为团粒间孔隙毛细力的丧失,并非膨胀所致。饱和度较高时,武鸣红黏土的工程性能主要受控于土中的黏粒及具有黏粒特性的粉粒级团粒结构,大于0.5mm粗粒组的存在并不能提高泡水后CBR值强度以及改善水稳定的范围,也即无法产生类似于掺加粗粒料对土性改良的效果。在最优含水率附近,天然级配的武鸣红黏土CBR值满足规范对路堤及路床填料要求,如考虑工程实际,在大于最优含水率4%~8%填筑时,其压实度和CBR值也可满足高速公路路基的填筑要求。     

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。     

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。     

含水率-温度双因素影响的红黏土力学特性分析

在新的气候环境和工程建设要求下,涉及红黏土的工程问题不断突出,亟待深入掌握残坡积红黏土的力学和工程性质。该文以湖南省内典型红黏土为研究对象,基于不固结不排水直剪试验,开展含水率和温度双因素影响下的残坡积红黏土力学特性研究,重点关注影响红黏土力学性能的最不利条件。研究结果表明:(1)受单因素含水率影响,随含水率的增加红黏土的抗剪强度减小10%～40%;而考虑含水率与温度双因素影响,温度增加时,红黏土的抗剪强度随含水率增加而减小的效果减弱;(2)红黏土的黏聚力同时受温度和含水率的影响,同一温度下,含水率增加,黏聚力减小40%～70%,温度越高,含水率对黏聚力的影响越小;同一含水率下,温度为30℃时,黏聚力最小;(3)非极端温度范围内(10～30℃),红黏土的内摩擦角主要受温度影响,温度增加,内摩擦角增加5%～10%。     

黏土质砾强度特性与影响因素研究

通过对黏土质砾土样进行室内物理力学试验,研究了黏土质砾抗剪强度和承载强度的主要影响因素。研究表明,细粒土含量、含水率对黏土质砾土样的黏聚力、内摩擦角和加州承载比CBR强度有显著影响。含水率研究范围覆盖最佳含水率和天然含水率。随着细粒土含量增多,黏聚力逐渐增大,而内摩擦角逐渐减小;随含水率增大,黏聚力和内摩擦角均减小,细粒含量增多对黏聚力下降明显,而对内摩擦角影响较小;细粒土含量越多,CBR越小;当含水率超过最大CBR含水率时,击实功效果随含水率增大逐渐减弱,细粒土含量越多,不同击实功之间差异性越小。建立了黏聚力、内摩擦角及CBR同含水率和细粒土含量的关系,提出的经验公式可为现场填料的强度预估提供理论依据。     

压实度对磷尾矿改良黏土力学性质的影响研究

为了提高磷尾矿利用率，采用磷尾矿改良黏土制备路基填料。以CBR强度为衡量指标优选配比，测试优选配比在不同压实度下的CBR值、回弹模量及水稳定性，并从材料的颗粒级配、磷尾矿微观结构分析改良黏土的强度机理。随着磷尾矿掺量增加、黏土掺量减少，改良土CBR强度先增加后降低，峰值对应的磷尾矿掺量为50%,选择其为优选配比。随着压实度的降低，优选配比的CBR强度、回弹模量及水稳定性系数均随之降低，但CBR强度和回弹模量均远高于规范要求。磷尾矿与黏土颗粒大小互补，可形成稳定的骨架密实结构。以50%掺量磷尾矿改良黏土，磷尾矿利用率高、改良土强度高，适宜作为路基填料。     

赤道几内亚路基土的工程特性与路用性能

通过多种室内和现场试验手段,探究了非洲赤道几内亚路基土工程特性与路用性能,基于试验结果解释了路基土开裂板结硬化机理。结果表明:赤道几内亚路基土均为级配不良的粗粒土,差异性大。4种代表性路基土CBR值强度均超过30%,远高于国内路基填料要求;路基土的矿物组成大部分均为石英,含量均超过90%,石英较大的强度和硬度使得路基土的工程性能较好;随着深度增加,路基含水率先增加后逐渐稳定,而压实度先减小后稳定;施工路基土含水率较高,压实度偏低,但在蒸腾作用和车辆反复作用下,含水量逐渐降低,路基顶面板结硬化,压实度能满足要求。路基土发生板结开裂的主要原因是:强烈的蒸腾作用下,路基湿度折减率约50%。而路基土特殊的颗粒组成使土颗粒失水体积收缩巨大,基质吸力引起的张拉力与土体抗拉强度的相互作用下,裂缝逐渐形成并发展。随着施工车辆反复碾压,压实度已远高于95%,甚至超过100%,使路基CBR值超过最佳含水率时的CBR值,发生板结硬化。     

贵州六盘水至威宁山区某高速路基膨胀土路用特性试验研究

依托贵州六盘水至威宁地区的国家高速公路工程,针对沿线不同类型的膨胀土,系统开展了室内与现场试验研究,结果表明:1)沿线膨胀土主要为中压缩性土,黏聚力为20 k Pa～40 k Pa,内摩擦角为5°～10°; 2)当含水率低于25%时,击实功可明显提高膨胀土的密实度和水稳性,反之则影响较小; 3)最佳含水率附近,在较小的含水率范围内CBR值变化较大,当击实功增加到一定程度,击实功继续增加,反而降低其CBR强度; 4)当路基含水率约36%、松铺厚度约30 cm时,若采用碾压膨胀土路基,碾压遍数控制在2～3遍时,路基压实度不低于85%; 5)若采用800 k N·m的夯击能单击2遍,夯沉量基本上趋于稳定,路基的压实度可达94. 8%。研究结果可为贵州高原地区的高速公路膨胀土的合理利用提供一定的参考。     

高含水率黏土质砾路基填料路用特性试验研究

以贵州湿热地区都安高速公路沿线的高含水率黏土质砾为研究对象,为揭示其作为路基填料的典型路用特性,对其天然含水率、液塑限、颗粒级配、最大干密度、最佳含水率、加州承载比进行了系统的室内试验。结果表明,黏土质砾具有高天然含水率、高液限、高塑限、高塑性、较高强度和较低压实度的特点;试验方法对击实试验、CBR试验结果影响小;CBR值与含水率呈线性负相关;最佳含水率下的CBR值与击实功呈线性正相关;当含水率高于35%时,击实功对CBR值影响较小。黏土质砾可直接用作高速公路下路堤填料。     

玻璃纤维加筋石灰土抗剪强度试验研究

针对高速公路和铁路对路基填筑和路基边坡要求愈发严格的现状,而湖南地区红黏土具有高含水率、压实困难、干缩开裂和路用性能的不稳定性的特点,通过不固结不排水剪试验,研究玻璃纤维和石灰对红黏土抗剪强度的影响规律。试验结果表明,在红黏土中同时掺入一定比例的石灰和玻璃纤维对提高土体抗剪强度有极大促进作用,但纤维石灰土黏聚力改变幅度大,内摩擦角变化幅度小;纤维石灰土黏聚力随着纤维掺量和长度的增加先增大后减小,提升效果最优时纤维长度和掺量分别为2‰和6 mm。采用数学公式拟合纤维掺量和纤维长度与黏聚力之间的关系。研究成果对纤维石灰土提升边坡稳定性提供了试验数据和理论依据。     

季冻区路基土抗剪强度指标变化规律研究

对试验路路基土进行室内不同条件下的快剪试验,分析含水率、压实度和冻融循环次数对3种不同类型土体抗剪强度指标的影响。结果表明:冻融循环作用能够使土体粘聚力降低,内摩擦角增大,其中粉质粘土的粘聚力受冻融作用影响最大,且各类土内摩擦角值在冻融作用下的增幅不大,经过6次冻融循环后,各类土体的抗剪强度指标趋于稳定;随着压实度的增加,各类土粘聚力和内摩擦角值都有不同程度的增加,且压实度对砂性土粘聚力和低液限粘土内摩擦角的影响最为明显;随着含水率的增加,土体粘聚力和内摩擦角都会降低,且粉质粘土的粘聚力和内摩擦角受含水率的影响最大。     

云南蒙自红黏土的强度和压实特性研究

云南省境内分布着大量的红黏土,这些具有特殊性质的高液限土,需进行试验研究,才能确定是否能用作高速公路工程的路基填料。通过现场取样的详细室内试验,对云南蒙自红黏土的含水率、压实度与CBR、密实度、膨胀量、回弹模量的关系进行分析。结果表明:云南蒙自红黏土在含水率22.5%~24.5%之间,能满足《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)规定的最小强度、压实度和水稳性要求。     

天然砂砾改良红黏土的力学指标试验及数学模型预估

作为路基填料的红黏土,掺入天然砂砾改良后其力学指标会发生相应的变化。为了探究这种变化趋势,在红黏土中掺入10%,20%,30%,40%,50%的天然砂砾,分别进行CBR值、回弹模量值、无侧限抗压强度值、抗剪强度指标试验。试验结果表明,掺砂能显著改善红黏土的水理特性和力学性能;随着掺砂比例的增加,CBR值、回弹模量值均增大;无侧限抗压强度值随着掺砂量的增加,先逐渐增大后逐渐减小,当掺砂量达到30%时,无侧限抗压强度达到最大;黏聚力随着掺砂比例的增加而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增加而增大,抗剪强度随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到30%时,抗剪强度达到最大值。在此基础上,对各力学指标与掺砂量之间的关系进行了曲线拟合,建立起了数学模型。最后,在红黏土中掺入5%,15%,25%,35%,45%的天然砂砾,补充各力学指标试验,将试验值与理论计算值进行比较。结果表明,力学指标模型计算值与试验实测值吻合较好,相对误差大多控制在5%以内,建立的数学模型具有较好的适应性。     

风化砂改良膨胀土强度特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程,风化砂改良膨胀土路基施工项目,对掺入不同比例风化砂的膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂比例对强度指标的影响及其变化规律.试验研究结果表明,掺砂能改善膨胀土的力学强度性能,掺砂之后的膨胀土的强度指标可以达到路基材料的要求;掺砂对内摩擦角的影响较小,对CBR值的影响较大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量随着掺砂比例的改变而改变;随着掺砂比例增大,内摩擦角增大,CBR值增大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量先增大后减小;随着掺砂量的增加,内摩擦角增大的趋势先快后慢,CBR值和黏聚力的变化趋势出现波动,无侧限抗压强度和回弹模量的变化趋势由快逐渐趋于平稳.     

红粘土路用性能试验及施工质量控制

红粘土是一种特殊的路基填筑材料,其主要特点是天然含水量较高(一般大于最佳含水率)、液限高、可压实性差、路基的沉降变形较大、变形稳定时间长。多年的工程应用表明:使用红粘土进行路基填筑最大的隐患是产生形变和裂缝。通过大量的土工试验,研究了宁道高速公路红粘土的主要土性和路用性能;分析了红粘土的CBR值与干密度、含水率之间的关系;发现在较高含水率下和保证路基压实度情况下压实,能获得较高的CBR值、较好的水稳定性,可以提高路基的施工质量。     

莲株高速全风化花岗岩路基填料改良试验研究

为研究全风化花岗岩及其水泥改良土的工程特性,以莲株高速升级改造工程沿线的全风化花岗岩土样为基础,对掺加0%、4%、6%、8%这4种不同掺量的水泥进行改良,进行了全风化花岗岩改良土的界限含水率、击实、CBR、抗剪强度和刚度试验,分析其工程特性。试验结果表明:未改良的全风化花岗岩仅满足下路堤(93区)填筑的要求;经过水泥改良的全风化花岗岩,不同压实度下的CBR值均获得提升,经过4%水泥处理的改良土满足上路堤(94区)的填筑要求,经过8%水泥处理的改良土可以用于填筑路基的各个部位;改良土的粘聚力、内摩擦角、回弹模量随着水泥用量的增大而不断增大,但内摩擦角增加不明显;随着含水率的提高,改良土的粘聚力逐渐降低,内摩擦角和回弹模量则呈先提高后降低的趋势,且都在最佳含水率附近获得峰值。     

不同压实度条件下高液限红粘土工程性质研究

为了系统研究不同压实度条件下红粘土各项工程性质,在室内试验中按照90％、93％、95％、98％ 、100％压实度制备试件,并对不同压实度的试件开展抗压强度、抗压回弹模量、抗剪强度、渗水特性、毛细水上升等试验.得出压实度增加,CBR值也随之提高,无侧限抗压强度呈线性增长,土体粘聚力和内摩阻角随压实度增加均呈增加趋势,但粘...     

公路黄土路基强度试验研究

为揭示黄土路基强度特性,以山西省太原至佳县高速公路吕梁段黄土路基为研究对象,采用正交试验方法,进行了黄土路基室内和现场CBR试验,研究了黄土路基CBR试验的影响因素和黄土路基强度试验方法的适用性。研究结果表明:黄土的物理特性、结构特征是影响黄土路基强度的内在因素;浸水时间与压实度是影响黄土路基CBR试验的外在主要因素;黄土的CBR值对含水量变化比较敏感;现场CBR值有较大的离散性,现场CBR值均大于室内CBR值;黄土路基的强度应以室内CBR值为控制指标,黄土路基施工控制应以现场含水量和压实度为控制指标。