风积沙路基土土-水特征曲线温度效应研究

风积沙非饱和土是沙漠地区公路路基主要填筑材料，其力学性能受赋存气候环境温度影响显著。为研究温度变化对风积沙路基土土-水特性影响规律，在考虑温度对非饱和土表面张力和润湿系数综合影响的基础上，推导建立能够反映温度变化效应的土-水特征曲线模型方程，并基于ASTM D5298滤纸法测试不同干密度风积沙路基土土样在20℃、40℃和60℃条件下达到平衡时的土-水特征曲线，验证建立模型的合理性。结果表明：风积沙土-水特征理论模型曲线与实测值吻合良好，相关系数均在0.93以上，模型合理有效；在高温或低吸力区，温度对风积沙土-水特性影响显著，随着温度升高，土-水特征曲线整体向右下方偏移；在含水率较低的高吸力区，风积沙基质吸力对干密度变化更加敏感，干密度越大，基质吸力越大。所得结论为利用非饱和土理论研究风积沙路基土力学性能奠定了理论基础。     

含硫酸钠风积沙路基土土-水特征曲线试验研究与模型修正

针对中国西北部沙漠地区风积沙路基土出现的硫酸钠盐渍化现象，为探究水盐耦合效应对含硫酸钠风积沙路基土水力、力学性质的影响，实验室配置不同Na₂SO₄盐分含量的风积沙路基土试样，基于ASTM D5298-16规范中滤纸法测试其基质吸力、总吸力并绘制土-水特征曲线，分析含盐量对基质吸力、总吸力土-水特征曲线的影响规律，在v-G模型的基础上进行含盐量修正，建立可以考虑水盐耦合效应的风积沙路基土土-水特征曲线模型并通过试验数据对模型拟合验证。结果表明：Na₂SO₄盐分含量对风积沙基质吸力、渗透吸力和总吸力均有影响，当体积含水率较高时，含盐量主要通过影响渗透吸力而对总吸力影响较大，而当体积含水率较低时，含盐量会对基质吸力产生一定影响；含盐量改变主要对v-G模型中参数a产生影响，含盐量修正后的v-G模型在拟合阿拉善地区含硫酸钠风积沙路基土基质吸力和总吸力土-水特征曲线时适用性较好。研究结果可为该类土体相关工程实践提供理论指导。     

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。     

滨海相盐渍土强度机理分析

针对不同含盐量和含水量的粉土和黏土进行直剪试验,分析盐渍土的黏聚力和内摩擦角与盐离子浓度、溶质吸力和基质吸力的关系,用非饱和土剪切强度理论和双电层理论解释剪切强度增加机理,提出盐溶液的有效应力概念和计算表达,建立有效应力与黏聚力的关系。粉土盐渍土和黏土盐渍土的直剪试验结果表明:粉土盐渍土的剪切强度参数与含盐浓度的关系是,当含盐浓度小于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加基本不变;当含盐浓度大于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加。黏土盐渍土的剪切强度参数与含盐浓度的关系是,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加,当含盐浓度大于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加得幅度大。粉土盐渍土和黏土盐渍土的剪切强度机理不同,粉土盐渍土的剪切强度增加是由盐结晶胶结和充填引起的,黏土盐渍土的剪切强度增加是由双电层作用和盐结晶胶结共同引起的。     

考虑干密度与含水率的压实粉土持水性能研究

为研究豫东黄河冲积粉土的持水特性,采用压力板仪研究了脱湿过程中粉土土水特征曲线的干密度与压实含水率效应,着重分析了粉土特殊孔隙结构对其持水性能的影响。结果表明:干密度对粉土土水特征曲线形态影响较小,均表现为典型的双折线形。在小基质吸力时,压实干密度越大,相同基质吸力时粉土体积含水率越小,但随着基质吸力增大并超过某一临界值后,压实干密度越大,体积含水率越大。这与粉土样中黏粒含量偏少,从而导致其类"骨架"结构有关。制样含水率对粉土土水特征曲线也存在一定的影响,表现为初始含水率越大,体积含水率越大,但进气值基本     

风积沙压缩特性的影响因素试验研究

为探究干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙压缩特性的影响,通过单轴固结仪,分别对不同初始干密度、含水率及含泥量的风积沙试样进行室内侧限压缩试验,进而得到风积沙压缩模量和压缩系数在不同条件下的变化规律,并采用统计学方法分析各因素对风积沙压缩性能的影响。结果表明:风积沙具有低压缩性;干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙的压缩性能有非常显著的影响;干密度和含水率两因素之间存在交互作用,这一作用对试验指标的影响也非常显著。     

闽南砂性填料土水特征曲线的滤纸法试验研究

针对闽南地区典型砂性土填料，采用滤纸法试验测定滤纸含水率与平衡土体含水率，根据滤纸率定方程计算出土体基质吸力；进而采用三种数学模型拟合试验数据，选取最适合的V-G模型拟合得到其基质吸力的土水特征曲线。研究表明:同一干密度下，基质吸力随体积含水率下降而增大，初始增速缓慢，但随着含水率减小，基质吸力显著增大。由于闽南地区砂性土填料持水能力较弱，在设计时可考虑基质吸力引起的附加剪切强度以增大地基承载力，维持边坡稳定性。     

川西非饱和混合土土水特征曲线研究

川西地区地质构造和气候条件复杂,交通荷载和降水入渗经常会引发处于非饱和状态的混合土公路路基变形过大或滑坡破坏,非饱和土的工程性质主要与其吸力值紧密相关。为掌握川西非饱和混合土矿物成分与初始干密度对其土水特征曲线的影响规律,针对川西山区3种崩坡积混合土,采用滤纸法和压力板仪法相结合的试验方案,缩短试验时间,测得各自在不同初始干密度下的土水特征曲线,并通过微观特征来分析宏观现象,探究混合土特征因素的影响机理。试验结果表明:矿物成分对土水特征曲线有显著影响,亲水矿物含量越高,基质吸力越大且曲线走势越平缓;反之,含有较多石英矿物和较少黏粒时,基质吸力通常较低;在相同基质吸力条件下,干密度越大,土体含水量也越大;同时,干密度对土水特征曲线的影响程度随着含水量的减小而增大。最后,采用Van Genuchten(VG)模型拟合川西混合土土水特征曲线,其拟合参数与颗粒级配、非饱和程度相关,拟合曲线与试验曲线吻合较好。     

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。     

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。     

沙漠地区风积沙路基结构设计及施工

以沙漠地区公路施工为背景,针对依托工程沙漠公路特殊路基处理和重难点问题,设计创新出一种砂砾土夹层风积沙路基结构,通过试验揭示了各影响因素与砂砾土夹层风积沙路基性能的关系,并提出了一种干湿结合的砂砾土夹层风积沙路基施工工艺和碾压方法并进行应用;应用项目交工验收通车运行以来,风积沙路基填筑段路基使用性能良好,路面行车安全、舒适,未出现质量缺陷。该风积沙路基结构和施工方法以期为沙漠地区风积沙路基填筑结构选择和施工工艺操作提供参考。     

海泡石纤维固化盐渍土的强度试验研究

盐渍土为细颗粒的特殊土,易使路基路面产生溶陷、膨胀和腐蚀等病害,充分利用盐渍土作为路基填料成为沿海地区道路工程建设中的重要问题之一。利用海泡石纤维对盐渍土进行固化试验研究,分析了固化材料掺量、养护龄期、盐渍土含盐量及含水率对固化盐渍土强度的影响,并利用扫描电镜试验对固化盐渍土的机理进行了初步探讨。试验结果表明:0.8%~1.2%海泡石纤维固化盐渍土的强度符合规范要求。施工时尽量采用低含盐量的盐渍土,施工含水率应控制在略高于最佳含水率5%范围内。经海泡石纤维固化后的盐渍土,海泡石纤维缠绕填充在土体孔隙中,使得土体更加密实。     

初始干密度、含水率对无荷膨胀率影响试验

为了研究娄益高速路基膨胀土的初始干密度、含水率与无荷膨胀率之间的关系,进行了膨胀土的室内无荷膨胀率试验。结果表明:在初始含水率一定时,娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀率会随干密度的增大而增大;在干密度一定时,无荷膨胀率随含水率的增大而减小。根据结果建立了娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀模型和时间函数模型,并给出了针对娄益高速路基膨胀土的模型参数。     

青海地区盐渍土土基回弹模量E_0值影响因素研究

盐渍土由于其独特的工程特性,为盐渍土地区公路的设计与施工带来较多不便。结合现场取样与室内试验,研究了不同含水率、含盐率、压实度对盐渍土土基回弹模量E_0的影响。发现随着含水率的增大,盐渍土土基回弹模量呈现先增大后减小的趋势,且在14%时达到峰值。回弹模量E_0值与压实度具有良好的线性正相关性,而随着含盐量增长,回弹模量也逐渐上升。     

基于高山草甸区季冻土的冻融变形特性影响因素研究

为了研究高山草甸区域贡觉~芒康公路路基土冻融变形特性的影响因素,基于室内冻融循环试验,分析了细粒组含量、初始含水率、冻融循环次数对冻融变形的影响规律及程度。试验结果表明:冻胀率、融沉系数均随细粒组含量、初始含水率及冻融循环次数的变化呈正相关趋势;设计路基土级配时,细粒组含量宜控制在19%以内,初始含水率控制在最佳含水率即9.1%左右;各影响因素对路基土冻胀率、融沉系数的影响程度分别为初始含水率细粒组含量冻融循环次数、初始含水率冻融循环次数细粒组含量。     

毛乌素沙漠地区重载铁路路基风积沙填料特性和压实系数研究

依托蒙华重载铁路第二标段工程建设，对毛乌素沙漠地区风积沙的工程特性及不同影响因素下路基填料的压实系数进行了试验研究。结果表明:该段风积沙填料属C组填料，可用于基床以下路基的填筑；其最优含水率为14%，最大干密度为1.79 g/cm3；摊铺厚度为35~45 cm，当含水率为12%~16%时，装载机碾压6遍+压路机静压2遍收面的碾压组合最为经济合理，此时松铺系数约1.3~1.4；提出了保证风积沙路基压实质量的措施。     

湿热地区高地下水位下低填路基平衡含水率的波动效应

以福建省典型气候和路基土为例,采用理论分析、数值模拟和室内模拟试验三种方法,分析温度引起路基平衡含水率的波动效应.结果表明:考虑温度效应的路基平衡含水率公式计算结果与数值模拟结果接近;福建省路基平衡含水率最大波动范围在2％以内;路基平衡含水率随温度与压实度的增加呈下降趋势.说明采用考虑温度的基质势间接反映温度势的影响,...     

考虑基质吸力的石灰改良土回弹模量简化预测模型研究

针对两种路基石灰改良土,利用滤纸法获取了相应的土水特征曲线,并利用循环荷载三轴试验,测定了改良土在不同含水率、围压、动偏应力下的回弹模量,分析了基质吸力对回弹模量的影响规律,最终在土水特征曲线SWCC、饱和含水率回弹模量M_(Rsat)、最优含水率回弹模量M_(Ropt)的基础上,建立了考虑基质吸力影响的回弹模量简化预测模型。研究表明:石灰改良土的回弹模量与含水率、基质吸力、外部应力状态存在明显的非线性关系,简化模型与其他预测模型相比,建模过程更加简化,可在试验数据较少条件下达到类似的预测精度,为定量预测湿度和基质吸力对石灰改良土路基回弹模量的影响提供了更便捷的工具。     

基于非饱和土水特征曲线的路基(堤)边坡稳定分析

以彭(泽)-湖(口)高速公路K26+150路基填土为研究对象,采用DIK-3403非饱和土水特征仪测得非饱和土含水率与基质吸力的关系,再根据获得的曲线结合经验公式估算几种含水率下的非饱和土的强度,开展路基边坡的极限平衡分析,对比不同含水率以及饱和土条件下彭湖高速公路K26+150路基边坡的稳定性,验证非饱和理论在路基边...     

路基黏性土剪切模量与水土特征曲线关系模型研究

路基压实土在自然环境下对水分的保持能力及相应的模量变化对路基性能演变有重要影响.为了解模量、基质吸力、含水率三者之间的关系,以某公路路基黏性土为研究对象,通过室内试验分析了压实度对土水特征曲线(SWCC)的影响,建立了相应的SWCC模型.然后通过路基现场面波试验得出剪切波速度,采用3种模型来描述剪切模量与基质吸力和含水...