生石灰处置过湿粘性土压实性研究

针对吉舒高速公路项目路段中过湿粘性土含水率较大、在填筑路基时难以满足压实要求的问题,结合现场施工的实际情况,通过室内土工试验,对该路段两种经过生石灰处置的过湿粘性土的压实性进行了对比研究。试验结果表明:塑性指数大的粘性土经过生石灰处置后物理性质变化明显,处置后土体的塑性指数与黏粒含量显著下降,施工时允许的含水率上限变高,压实性能改善明显,可以当作路基填料。     

生石灰改良过湿土路基机理研究

依托吉舒高速公路工程,开展了生石灰改良过湿土室内试验与微观结构研究。结果表明:在短期养生条件下改良过湿土内许多小的土颗粒团聚在一起,形成大的团粒结构,可以清晰的看到Ca(OH)2片状六面体结构与细纱网状胶凝物质包裹于土颗粒表面;在长期的养生条件下,土颗粒之间或土颗粒与生石灰颗粒之间生成了新的胶结物质,从而将颗粒连接在一起。胶凝物质随养生龄期的增长不断生成与发展,部分胶凝物质由凝胶状态演变成了晶体。上述微观分析结果说明,胶凝物质逐渐把土颗粒联结成一个整体,颗粒间的胶凝物质形成了连接桥是生石灰改良过湿土路基的内在机制。     

冻融循环对路基土剪切强度的影响研究

为了对比研究冻融循环作用对3种不同塑性路基土剪切强度的影响,通过试验,测定了不同冻融循环次数下3种土体的抗剪强度、粘聚力和内摩阻力。试验结果表明,围压越大,土体的抗剪强度越大;随着冻融循环次数的增多,土体的抗剪强度先减小后趋于稳定;3种土样粘聚力随着冻融循环次数的增多表现出一定的波动,但整体变化趋势与抗剪强度的变化趋势一致;塑性指数不同,土样的粘聚力对冻融循环次数的敏感性不同;1#土的内摩阻力对抗剪强度的贡献较小,而较高塑性的2#土和3#土的内摩阻力对抗剪强度的贡献较大。     

冻融作用下聚丙烯纤维土的抗剪强度增强特性

以粘性土为研究土体,在其中掺加聚丙烯纤维,设计不同冻融次数、不同纤维长度以及不同纤维掺量的正交试验方案,然后进行直接剪切试验,分析其黏聚力和内摩擦角的变化规律,研究聚丙烯纤维土在冻融循环作用下的抗剪强度增强特性。     

冻融循环条件下黄土结构性参数变异性研究

目前,国内外针对冻融循环作用黄土结构性参数的定量研究较少,以季节性冻土地区某高边坡土体为研究对象,进行不同冻融循环次数下压缩试验,计算结构性参数.试验结果表明:随竖向压力增大,变异量及变异系数均降低,主要是因为荷载较大时,土体被压得较密实,结构性更容易破坏扰动,扰动后冻融作用对土的胶结结构影响力逐渐减弱;随冻融循环次数...     

改良膨胀土干缩裂隙发育规律的研究

运用Matlab软件图像处理功能,对干湿循环作用后不同改良方法的膨胀土表面裂隙参数进行了定量分析,探讨了改良膨胀土表面的裂隙发育规律。研究结果表明;改良膨胀土表面的裂隙率随干湿循环次数的增加而增加,最终趋于一种稳定状态。提高压实度、加入筋体材料、掺风化砂及掺石灰均能很好抑制膨胀土土样中裂隙发育的程度,作用效果不尽相同。但在实际工程应用中,需要对压实后的土体采取包盖隔水措施,确定最佳加筋位置,以及采用合理的掺砂量和掺灰量。     

川西地区季节冻土渗透系数的时空变化特性

冻融循环作用引起的边坡体内部水分迁移是川西地区季节冻土边坡失稳的主要原因，研究边坡土体渗透系数时间、空间变化特征是掌握水分迁移规律的重要手段. 针对冻融循环作用下季节性冻土坡面渗透系数时空变化问题，选取川西新都桥地区某边坡粗颗粒土为测试土样，设计冻土渗透系数试验装置，以30%乙二醇溶液为试验渗透溶液，分别制备不同初始含水率、细颗粒含量、干密度测试土柱；添加30%乙二醇放至低恒温箱中进行12 h以上冷冻处理，开展不同冻融循环次数作用下冻土渗透系数试验,并分析其渗透系数变化规律；在此基础上结合边坡冻融期含水率现场监测数据，分析渗透系数时空变化规律. 试验结果表明:初始含水量及干密度不断增加时，冻土非闭合孔隙度和渗透系数均呈减小趋势；冻土渗透系数随细颗粒含量的增加而减小，当细颗粒含量大于20%时，冻土渗透系数减小的幅度较小；冻融循环次数对冻土渗透性能起到抑制作用，当循环次数超过3次时，冻融作用对渗透性能影响不大；季节性冻土边坡1 m冻结深度以内，渗透系数随深度增加减小；11月—1月冻深范围内冻土渗透系数减小，1月—3月渗透系数开始增大.      

基于冻融界面对路基土体抗剪强度的影响研究

土的抗剪强度是反映土体对外界荷载产生的剪应力的极限抵抗能力的力学指标,以湖南地区某路基工程为背景,主要研究了不同冻融循环次数以及不同含水量条件下,土体冻融界面处的抗剪强度,得出冻融界面强度随影响因素的损伤程度,为地区性路基施工边坡失稳计算提供参考依据。     

冻融循环作用下黄土土体力学特性变化研究

黄土材料具有孔隙率大、压密性欠佳以及湿陷性等特征.随着冻融循环次数的增加,土体中细颗粒不断增加,土体孔隙比变大,从而使得土体密度变小,但减少量很小,这会对边坡结构的安全性与稳定性造成极大危害.主要探讨了冻融循环作用对黄土物理性质的影响,为道路工程技术人员提供一些参考性意见.     

木质素改良季冻土微观机理研究

为了研究冻融作用对木质素改良粉质黏土微观结构的影响,采用计算机图像提取与处理技术,对冻融前后的素土和木质素改良粉质黏土进行微观结构单元体、孔隙分布定性与定量分析,结果表明,木质素的掺入提升了粉质黏土的抗冻性。     

石灰土微观结构研究

依托吉舒高速公路工程建设项目,对石灰土的微观结构进行分析,通过扫描TM3030型电子显微镜(SEM)进行石灰土的微观图像提取并进行分析,可以清晰地看到在高倍率的条件下高石灰含量的石灰土的Ca(OH)_2晶体。通过微观图像可以看出不同石灰掺量、不同压实度、不同养生龄期的石灰土结构的紧密程度,随着石灰掺量的增大,石灰土的结构先紧密,后变得松散;随着压实度和养生龄期的增加,石灰土的结构也越来越紧密。     

改良盐渍土冻融条件下力学性质试验研究

通过室内试验,测试了改良剂石灰对硫酸盐渍土击实性能的影响,主要探究了改良盐渍土冻融循环条件下土体抗剪能力的重要指标粘聚力c值及内摩擦角φ值的变化规律,研究结果表明:在石灰掺量为8%的改良盐渍土中,土样的最佳含水率显著降低,最大干密度小幅增加。冻融循环条件下,通过固结不排水剪切试验得到,随着冻融循环次数的增加,土样的粘聚力c值与内摩擦角φ值分别以κ0=1.2、κ0=0.9的平均速率下降,第9次冻融循环后下降速率分别降为κ=0.55、κ=0.50并趋于稳定。且第一次冻融循环后,粘聚力c值及内摩擦角φ值过渡平稳,未出现异常。     

高强粉质黏土-水泥搅拌土固化剂配比研究

为提高粉质黏土-水泥搅拌土强度，使其与钢筋或型钢共同作用形成水泥土搅拌墙。以南昌地区粉质黏土为例，在现有水泥土改良剂性能研究基础上，通过选择合适的固化剂，采用正交试验，对16组粉质黏土改良方案形成的搅拌土开展室内无侧限抗压强度试验和渗透试验，研究水泥、水玻璃、生石膏和生石灰不同配比对粉质黏土改良后强度性能的影响，并对试验结果进行了极差和方差分析。结果表明：对搅拌土的抗压强度影响程度从大到小依次为水泥掺量、水玻璃掺量、生石膏和生石灰掺量，确定粉质黏土固化改良的最优配比为水泥掺入比24%、水玻璃6%、生石膏2%、生石灰0、萘系减水剂1.5%，并推荐在水灰比为1.5、粉质黏土含水率为12%时使用。经过筛选固化剂和优化配比后，粉质黏土在标准龄期28 d时强度可以达到8.6 MPa。最后通过扫描电镜试验，对高强粉质黏土-水泥搅拌土的微观结构进行了分析，阐述了高强水泥搅拌土的产生机理。     

用于高速公路路基稳定的 HPCM 与作用机理

采用高性能固结材料(HPCM)对原状土进行改良,对改良土体的加州承载比(CBR)、压实度和吸水膨胀等性能进行了试验研究、SEM(扫描电镜)和XRD(X-射线衍射)分析.结果表明,改良土体的CBR值和耐水性显著提高.与传统固结土体方式不同,HPCM是通过物理化学交互作用使土颗粒的粘结性增强,使土体形成紧密聚积的结构,从而显著改善压实土体的稳定性.     

吹填土渗流固结过程微观结构的分形特征

为分析渗流作用下吹填土固结过程中微观结构的变化规律,应用分形理论,定量描述吹填土的微观结 构特征,探讨吹填土的固化机理.通过吹填过程的室内模拟试验,对天津滨海新区最终沉降的吹填土进行了颗粒 分析试验和易溶盐试验,以评价吹填土的工程地质性质;基于分形理论,采用WD-5图像处理系统,对试样的微 观结构进行了定量分析,讨论了渗流固结作用下天津滨海新区吹填土在渗流固结过程中微观结构分形维数的变 化规律.研究表明:随渗流压力增大,天津滨海新区吹填土结构单元体的形态分形维数逐渐增大,而计盒分形维 数减小,结构单元体排列致密,形态复杂性增强;随固结荷载增大,天津滨海新区吹填土中孔隙的形态分形维数 增大,计盒分形维数减小,土中小孔隙的含量增加,孔隙体积减小,复杂性增加.      

三种改良材料对膨胀土裂隙的影响及工程应用探讨

将石灰、风化砂、土工格栅3种改良材料来改良河南南阳膨胀土,观察改良膨胀土表面裂隙的发育情况,分析了3种改良材料对膨胀土裂隙发育影响的原因,并结合试验现象和结果,探讨了改良膨胀土的裂隙研究对工程和试验研究的应用价值。研究认为,不同改良材料和不同改良程度对膨胀土裂隙的发育的影响不同,并且其影响的本质原因各不相同。改良程度越大,改良的效果越佳,但裂隙的改良效果随着循环次数的增加逐渐消弱;改良膨胀土裂隙的研究,对于工程的应用和试验研究的发展具有重要的促进作用。     

季节性冻土区水泥固化路基填料试验与分析

为了探究季节性冻土区水泥固化路基填料的抗冻融损伤特性,对不同养生时间、水泥占比和冷却负温下的水泥固化土进行无侧限抗压强度试验和三轴试验。结果表明:随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压强度和各围压以及各龄期下的抗压强度均呈现先减小后增大的趋势,经历一次冻融循环的试样其抗压强度下降最为明显;在一定范围内的养生时间、水泥占比和冷却负温不干扰冻融循环对峰值应力的影响趋势,但改变干扰冻融循环的影响程度。     

车辆荷载下生石灰改良过湿土硬壳层作用效应研究

依托吉舒高速公路工程,基于多层弹性体系理论,分析了生石灰改良过湿土硬壳层对路基路面力学响应的影响规律,结果表明:在硬壳层作用下,路基顶面的竖向压应力减小,竖向压应力分布趋于平缓;随着硬壳层厚度与模量的增加,路基的强度提高,路表弯沉值与基层底弯拉应力减小,硬壳层厚度与模量持续增加,对降低层底弯拉应力的贡献量越来越小。经综合分析,给出硬壳层厚度的推荐范围20～60 cm,模量的推荐范围200～400MPa。     

泡沫轻质土耐久性能试验研究

泡沫轻质土是一种具有轻质性、高流动性、强度和密度可调节性和施工便捷等优点的混合材料,被广泛应用于道路拓宽、回填灌浆、地下工程减荷回填及地铁隧道工程中。基于泡沫轻质土的发泡原理及性能特点,研究不同S/C和不同养护方式下,泡沫轻质土在长期浸水环境下、干湿循环及冻融循环作用下,抗压强度的变化规律,以此来表征泡沫轻质土的耐久性能。结果表明:(1)长期养护试验中,随着S/C的增大,泡沫轻质土的抗压强度降低;在同一S/C、不同养护方法下,试件抗压强度:室内养护浸水养护室外暴露;同一S/C条件下,与最高强度相比较,室外暴露的泡沫轻质土试件强度降低30%~60%,浸水养护和室内养护试件强度变化为20%左右。(2)干湿循环10次,随着循环次数的增加,S/C=0.5时抗压强度逐渐减小,在S/C超过0.75后抗压强度变化不明显,当S/C达到2时抗压强度基本不变。(3)冻融循环10次,随着冻融循环次数的增加,泡沫轻质土的抗压强度逐渐减小,当S/C达到2时抗压强度基本不变。根据试验结果将泡沫轻质土用于工程实际中,为泡沫轻质土的进一步应用打下理论和试验基础。     

土钉支护结构设计参数对路堑边坡稳定性的影响

在以往的土钉支护结构分析研究中,通常分析土钉支护结构设计参数对边坡稳定性的影响,而没有分析各个设计参数对路堑边坡稳定性的影响程度。针对某路堑边坡开挖项目,分析土钉支护结构设计参数—土钉布设倾角、密度、长度对边坡稳定性的影响程度。研究结果表明:随着土体中所布设的土钉长度的逐渐加长,土钉所受拉应力呈二次抛物线变化,土钉长度从5. 5m至11. 5m,安全系数提高了48%;土钉的布设倾角从5°至20°,在倾角值为10°时土钉所受拉应力达到峰值,安全系数随倾角的增加,呈线性增长,增长率约为17%;随着土钉布设数量从2根至5根,土钉所受拉应力最大,线性减少,路堑边坡土体安全系数提高了13. 5%。也得土钉对土体稳定性的影响最大、倾角次之、密度最后。