改良滨海盐渍土路基填料试验研究与工程应用

针对罗伯茨国际机场盐渍土路基溶陷、盐胀、腐蚀等病害,开展不同石灰、粉煤灰掺量下盐渍土的击实、CBR及无侧限抗压强度试验研究。结果表明:石灰掺量一定时,改良盐渍土的最佳含水率随粉煤灰掺量的增加而升高,最大干密度随粉煤灰掺量的增加而减小;改良盐渍土无龄期下CBR均在31%以上,7 d龄期下CBR均高于45%,石灰掺量大于6%时,盐渍土的CBR值不升反降;盐渍土的无侧限抗压强度随龄期不断增长,粉煤灰会抑制盐渍土的早期强度,而提升盐渍土的最终强度;经工程应用验证,采用石灰、粉煤灰改良盐渍土路基切实可行。     

硫酸盐渍土物理特性及纳米SiO2固化机理研究

为探究含盐量及纳米SiO_2含量变化对硫酸盐渍土物理特性和盐胀特性的影响规律。以河西走廊粉质黏土为研究对象,通过一系列室内试验,测试了不同硫酸钠和纳米SiO_2含量下盐渍土的液塑限、干密度、抗剪强度和渗透系数的变化规律,并通过单次降温试验测试了纳米SiO_2对盐渍土盐胀的抑制效果。试验结果表明:在特定含水率下,随着硫酸钠含量的增大,硫酸盐渍土液塑限和干密度均有所增大,液限和塑限分别在3%和2%含盐量时达到最大增幅9.6%和13.6%,最大干密度在3%含盐量时最大,增幅为4.8%;抗剪强度及其强度参数先减小后增大并在含盐量为2%时达到最小值;渗透系数则随着含盐量的增大降低明显。硫酸盐渍土降温过程中,盐胀随含盐量增加而愈发明显,但掺入2%纳米SiO_2后,盐胀得到有效抑制。     

滨海区盐渍土击实试验及溶陷特性改良研究

以河北沧州地区盐渍土为对象，研究无机改良材料生石灰、粉煤灰及水泥不同掺量配合比下改良盐渍土的击实及溶陷特性。结果表明:单掺生石灰时，掺量增加，氯盐盐渍土最优含水率增大，溶陷性减弱，当掺量超过8 %，对最优含水率的影响变小；在双掺生石灰和粉煤灰时，掺量增加，最优含水率增长率降低，最大干密度减小，生石灰掺量2 %～8 %时，溶陷性随掺量的增加而减弱，当生石灰掺量超过8 %时，溶陷性开始增大；在三掺条件下，最大干密度得到显著提升，溶陷性也有一定的减弱，当生石灰、粉煤灰和水泥掺量分别为3 %、3 %、4 %时，改良效果最佳。     

改良盐渍土物理力学性质试验研究

盐渍土作为一种性质特殊的土体,在用作路基填料时表现出易溶陷、盐胀、腐蚀等问题。结合某铁路工程建设,采用石灰、水泥及粉煤灰对盐渍土进行改良试验研究,分析了石灰、水泥及粉煤灰掺量对改良盐渍土的击实特性及无侧限抗压强度的影响关系。结果表明:改良盐渍土的最优含水率随改良材料掺量的增加而增大;除水泥改良土的最大干密度随改良材料的增加而增大外,石灰、石灰粉煤灰、石灰水泥改良土的最大干密度均随改良材料掺量的增加而减小。改良盐渍土的无侧限抗压强度与龄期呈正相关关系。龄期一定时,因部分石灰水化和物理作用的不完全致使石灰、石灰粉煤灰及石灰水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度随改良材料掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,而水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度则随改良材料掺量的增加而增大。     

多次冻融循环下硫酸盐渍土盐-冻胀特性试验研究

为研究硫酸盐渍土在多次冻融循环下的长期盐-冻胀量问题,完成了不同含盐量下硫酸盐渍土的多次冻融循环盐-冻胀试验。结果表明:无水源补给下,硫酸盐渍土的峰值(残余)盐-冻胀量与冻融循环次数间的关系受含盐量的影响,含盐量较小(≤1.3%)时,二者呈对数增长关系;含盐量较高(≥2.1%)时,二者呈线性增大关系。在含水率不变条件下,硫酸盐渍土的峰值(残余)盐-冻胀量与含盐量间呈"S"形增长关系,两拐点对应的含盐量约为0.5%和2.1%。基于试验结果,得到了硫酸盐渍土多次冻融循环下的峰值盐-冻胀量计算表达式。     

新疆阿拉山口地区盐渍土盐胀与溶陷特性研究

以阿拉山口市—温泉县—G30公路建设项目为依托,通过控制变量法研究冻融循环次数、含盐率、含水率及荷载对盐渍土盐胀和融陷变形量的影响情况。试验结果表明:在进行盐胀试验时,盐胀性随着盐渍土含水率的增加逐渐增大;随着含盐率的增加,盐渍土盐胀特性也更明显;随着温度的降低,盐渍土盐胀量也逐渐增大,但当含盐率和含水率到达一定程度后,盐胀量则不会随着温度下降而增大;在进行溶陷试验时,在不考虑含盐量的情况下,各组土体均随着含水率增高而沉降量越大;在荷载相同的情况下,含盐量越大,沉降量越大;随着压力的增加,盐渍土仍会发生较大沉降。     

盐渍土中盐胀量与含盐量及竖向分布的关系研究

为研究万向鄯善库木塔格地区盐渍土的工程性质,选取有代表性的盐渍土进行室内模拟季节交替和昼夜温差变化的多次冻融循环试验,并从不同角度进行了盐胀规律的分析。结果表明:盐渍土的盐胀过程可以被分为三个阶段:随着温度的降低盐胀量急剧增加阶段；温度持续降低盐胀量保持稳定阶段；升温时盐胀量均匀下降阶段。盐胀量的最大值并不出现在土体上部，而是在地表下。当土体温度处于-5～0 ℃范围内，即第四次冻融循环时，1～4 m深度范围内的盐胀量随着含盐量的升高而升高，含盐越多，盐胀量越大。     

细粒氯盐渍土盐胀特性试验研究

对新疆焉耆地区和硕～库尔勒高速公路沿线的天然盐渍土进行室内基本性质试验分析,选取粉土、粘土类天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究.从土类及盐性角度研究了氯盐渍土的盐胀规律.试验结果表明:在冻融循环过程中,低液限粘土中氯盐渍土盐胀累加性最好,低液限粉土中氯盐渍土次之,低液限粘土强氯盐渍土不具有盐胀累加性;低液限粉土中氯盐渍土盐胀量都随着温度的降低而增加,随着温度的升高而减小;低液限粘土中氯盐渍土的最大盐胀量随着含水量的增大而增加;低液限粘土中氯盐渍土的盐胀特性随含盐量的增大而降低.     

寒旱区硫酸盐渍土特征温度及盐冻胀特性

针对寒旱区硫酸盐渍土的盐冻胀特性开展了室内试验研究。选取甘肃省河西地区硫酸盐渍土为原料土，以室内人工制备的硫酸盐渍土为研究对象，就含盐量和含水率等因素变化对土体的特征温度(过冷温度和冻结温度)以及盐冻胀变形的影响进行了系列试验研究，基于硫酸钠盐渍土冻结试验，建立了冻结温度的计算模型，通过数值计算结果与试验结果的对比分析，对所提出模型的有效性进行了验证，并对其变化规律以及产生的机理进行了探讨。结果表明：含盐量较高土体在正温盐分结晶析出，含盐量较低土体在负温盐分结晶析出；土体孔隙中溶液的浓度对盐渍土冻结温度以及总变形有着显著的影响，且存在2个临界浓度值，使得低浓度时的特征温度随着溶液浓度的增加而降低，当达到较小的临界浓度值后，结晶盐析出导致特征温度随着浓度的增加而升高，直到浓度达到较大的临界浓度值；在变形方面，溶液浓度较低时，土体变形主要由冻胀引起，反之，当孔隙溶液浓度较高时，变形则主要由盐胀引起，而在2个临界浓度之间时盐胀和冻胀相互制约。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

新疆盐渍土地区水泥稳定基层盐胀变形规律及机理

为进一步明确硫酸盐对水泥稳定基层膨胀变形的影响规律,基于硫酸盐结晶膨胀理论,设计了水泥稳定砂砾混合料盐胀试验,系统研究了不同硫酸盐含量和环境湿度条件下水泥稳定基层材料的盐胀规律,揭示了水泥稳定基层材料的盐膨胀机理,提出了水泥稳定基层混合料中硫酸盐含量的合理控制范围。结果表明:随混合料含盐量的增加,水泥稳定基层材料变形量从不含盐时的负值变为正值;当含盐量小于1.0%时,混合料每增加0.25%的含盐量,其盐胀率将增大0.012 1%左右;在5～20℃温度范围内,水泥稳定基层材料的盐胀变形随温度的不断降低而快速增长,且在10℃左右,其盐胀变形量达到最大;随环境湿度的增加,水泥稳定基层材料盐膨胀变形量的增大幅度主要由混合料含盐量决定。当含盐量为1.0%时,膨胀变形量受湿度的影响较为显著;含硫酸钠水泥稳定基层材料发生了盐分聚集和结晶作用,结晶后晶体形态变化较大,多数悬浮于固体颗粒之间,且体积显著膨胀,当膨胀力大于微观固体颗粒间的联结力时,便会造成颗粒距离增大,从而在宏观上表现出膨胀变形;水泥稳定基层材料含盐量与其膨胀量存在良好的指数关系,相关系数0.97以上;水泥稳定砂砾混合料中硫酸含盐量宜控制在0.136%以内。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

冻融条件下硫酸盐渍土强度特性试验研究

为研究冻融条件下硫酸盐渍土的强度特性,采用正交试验方案,对不同压实度、含水率、含盐量及冻融循环次数的硫酸盐渍土试样进行三轴剪切试验,分析各因素对土体抗剪强度的影响。结果显示:土体黏聚力c随压实度与含水率的增加先增大后减小,随含盐量的增加而减小,随冻融循环次数的增加而减小,并逐渐趋于稳定;对于黏聚力c,含水率与冻融次数影响极显著,压实度及含盐量影响显著,对于内摩擦角φ整体变化不显著,受上述各因素影响较小。     

硫酸盐渍土压实特性及盐胀机理研究

本文通过室内模拟试验，得出了西安黄土掺加一定量硫酸钠的硫酸钠盐渍土在不同初始干密度下的盐胀规律。规律表明：同一初始含水量下的硫酸盐渍土，在降温时其胀量与初始干密度的关系大致呈二次抛物线型，存在一个最低盐胀值区间，在本试验条件下，当含水量为重型击实标准最佳含水量时，该区间处于１．８０g/cm^3的范围内，该区间的发现对盐渍土地区的公路工程具有重要作用，通过试验成果分析得出了不同初始干密度条件下的盐胀机理，     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基双液注浆料性能的影响

采用粉煤灰、矿粉和硅灰分别取代硫铝酸盐水泥基双液注浆料,对比分析了它们对注浆料的凝结时间和抗压强度的影响。试验结果表明:按0%、10%、20%、30%的质量比例分别取代注浆料时,随着取代量的增加,初凝时间缩短,终凝时间延长;在掺量小于10%时,掺加矿粉可以增大硫铝酸盐水泥基双液注浆料的抗压强度,掺量大于10%时,掺加矿粉会减小抗压强度,对于粉煤灰和硅灰,除粉煤灰在掺量小于10%时可以略微增大1d抗压强度以外,其余掺量均使抗压强度减小,这对矿物掺合料在硫铝酸盐水泥基双液注浆材料中的应用具有一定的参考价值。     

基于均匀设计的砾类硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为了深入研究盐渍土地区粗颗粒盐渍土的工程特性及其作为路基填料的可用性指标,从盐胀的主要控制因素土、水、盐、温、力5个方面,采用均匀设计方法,通过一系列的室内单次降温盐胀试验,研究了砾类硫酸盐渍土的盐胀特性及其盐胀规律。试验结果表明,影响砾类硫酸盐渍土盐胀量大小的主要控制因素是含盐量、含水率及其初始干容重,且这3个因素互为联系彼此影响,上覆附加荷载对盐胀量大小的增长具有很强的抑制作用;粗颗粒盐渍土盐胀增长活跃温度区间主要为-5-5℃,其活跃温度区间主要控制因素是含水率;如果土样初始干客重较低,盐胀过程中土体会发生体缩现象。     

粉煤灰水泥混凝土路面性能研究

研究了粉煤灰掺量对水泥混凝土弯拉强度、弹性模量、折压比和耐磨性的影响。粉煤灰水泥混凝土28 d强度随粉煤灰掺量增加而降低,而56 d的弯拉强度有大幅度提高;粉煤灰水泥混凝土弯拉弹性模量普遍提高,折压比增加;粉煤灰水泥混凝土耐磨性在粉煤灰掺量为10%时有所改善,而随粉煤灰掺量增加,耐磨性降低;从水泥混凝土28 d耐磨性角度考虑,用于路面的粉煤灰水泥混凝土最大粉煤灰掺量为20%,超过此值,则水泥混凝土耐磨性降低。     

冻融循环对粉煤灰改良盐渍土抗剪特性影响研究

为探究冻融循环条件下采用粉煤灰改良盐渍土路基的抗剪切性能,选取绥化至大庆高速公路沿线盐渍土样进行不同粉煤灰掺量下的直剪试验研究。结果表明:历经多次冻融循环,盐渍土黏聚力和内摩擦角均出现下降趋势;随着粉煤灰掺量的增加,改良盐渍土的内摩擦角、黏聚力和抗剪强度呈现出先升高后下降的趋势;当粉煤灰掺量为15%时,盐渍土样的黏聚力、内摩擦角等力学指标均达到最大值。绥大高速公路地区路基修筑过程中,可以在路基土中掺加15%粉煤灰,以提高路基土抗剪强度及抗冻融循环作用的能力。     

温度变化对粗粒硫酸盐渍土路基变形影响分析

粗粒硫酸盐渍土路基在环境温度变化下易出现盐胀、沉陷等变形问题，其对路基正常使用造成的影响不容忽视。针对此问题，依托伊朗德黑兰-库姆-伊斯法罕高速铁路项目，在施工现场选取试验段，开展路基温度、水分的长期监测，分析路基温度和含水率随时间的变化规律。在此基础上，利用自主设计的温度变化试验装置，采用现场路基填料，开展室内温度变化循环试验，对粗粒硫酸盐渍土的变形特性进行研究。结果表明：监测期间，试验段路基温度的敏感深度为0.22 m，深度为1.0 m以内的路基含水率变化较大；在9个周期的试验过程中，试样深度在20 cm范围内的温度和含水率随时间的变化更为显著，且随着试验温度的变化，试样温度的变化存在一定的滞后性；含盐量为1.5%的土样在第1，2次温度变化循环试验中表现为盐-冻胀变形，其最大盐-冻胀变形量为0.128 mm，而含盐量为3%的土样在前6次循环试验中均表现为盐-冻胀变形，其最大盐-冻胀变形量为0.232 mm；由于受到温度、冰盐相变、含盐量、土颗粒组成、试验周期等多重因素的影响，9个试验周期后，不同含盐量的试样最终均呈现沉陷变形，其中，含盐量为1.5%试样的最终沉陷变形量为0.585 mm，是含盐量为3%试样最终沉陷变形的5.42倍。该研究结果可为相关工程提供一定的技术参考和借鉴。     

格尔木地区盐渍土工程特性及地基处理方法研究

为了深入研究1#聚热塔所处地基盐渍土的工程特性,对该处盐渍土分别进行了工程性质试验、冻融循环盐胀性试验、室内溶陷试验及现场溶陷试验。试验表明,一定荷载的存在能够抑制盐渍土盐胀,当荷载为50 k Pa时,盐胀基本消失,盐胀活跃区间集中在-10℃~0℃;地基3 m~6.2 m深度处盐渍土含盐量大,浸水变形很大,未经处理不可直接作为建筑物地基;根据此处盐渍土的工程特性,采用浸水预溶法对地基土进行处理。