兰新高铁粗颗粒土填料冻胀性试验研究

针对兰新高速铁路路基冻害防治,通过不同细颗粒含量、不同含水率下的4个取土场路基填料在封闭系统和开放系统下的冻胀试验,进行粗颗粒土填料的冻胀性研究。结果表明:含有细颗粒的粗颗粒填料在冻结时可能会发生冻胀,其冻胀率取决于填料中的细颗粒含量、冻结前的含水率及冻结过程中水分补给情况;封闭系统条件下,冻胀率随含水率及细颗粒含量的增加而增大,细颗粒含量在3.76%~21.46%,处于饱和状态时填料的冻胀率可达1.1%~2.2%,冬季发生冻结时所产生的冻胀量会超过高速铁路无砟轨道高低偏差管理值,造成路基冻害;开放系统条件下的冻胀率远大于封闭系统下,压实系数为0.93时冻胀率可达3.45%~4.7%。可见,控制填料中的细颗粒含量、做好防排水设施是高铁路基防冻害首要选择的措施。     

石灰稳定土最大干密度与龄期的关系

通过室内试验,分析石灰稳定土最大干密度与龄期的关系,结合周（集）六（安）高速公路第7合同段路基试验段施工,提出了不同龄期石灰稳定土的最大干密度标准,为石灰稳定土的施工、检测、质量评定提供指导。     

青藏铁路西格段环青海湖季节性冻土区铁路路基冻害成因分析

青藏铁路西格段环青海湖路基的季节性冻胀和融沉,直接影响列车行驶的舒适度,严重时甚至会危及行车安全。以环青海湖段路基冻害为背景,通过选取典型冻害断面,进行原位挖探试验及室内试验,从土质、水分和温度三个方面分析了环湖段路基冻害成因和冻害机理。结果表明:环湖段路基冻害的主要原因是基床表层无良好的隔水层和排水设施,降雨入渗导致路基土体中的粉质黏土层含水率较大,当温度低于冻结温度时,土中水冻结,引起路基冻胀。     

封闭条件下粉土填料冻胀特性试验研究

以神朔(神木—朔州)铁路路基冻害严重地段路基填料中低液限粉土填料作为试验土样,进行由上向下冻结的室内封闭系统冻胀试验,分析压实系数、含水率、冷端温度对其冻胀特性的影响。结果表明:低液限粉土填料的初始冻胀含水率和最优含水率相当,约为15%;随着土体初始含水率从15%增大到21%,冻胀量和冻胀率出现显著增大;含水率和压实系数相同时,冷端温度的降低会导致前期冻胀速率增大,冻胀量和冻胀率逐渐增大;其他条件相同时,随着压实系数从0.89增大到0.93冻胀量和冻胀率也略有增大。     

川藏线季节性粗颗粒冻土抗剪强度特性试验研究

拟建川藏铁路穿越大量的高寒山区坡洪积粗颗粒土区域,目前对于这类季节性粗颗粒冻土的抗剪强度特性研究不多。通过川藏线季节性粗颗粒冻土在不同影响因素作用下进行的直剪正交试验,研究其抗剪强度参数的变化规律,其中重点讨论冻融作用、粗粒含量、温度、含水率及不同冻结状态下土体的抗剪强度变化规律。试验结果表明:经过6次冻融循环作用,粗颗粒冻土融化后的力学性质基本稳定。冻融作用对土体抗剪强度影响的变化规律与土体的最优含水率有关。当冻结温度为-15℃时,粗颗粒冻土的抗剪强度变化基本趋于稳定。在其他条件相同的情况下,冻土颗粒越粗,负温对土体的抗剪强度影响越小。在非冻结状态下,土体抗剪强度随含水率的增加而降低。在冻结状态下,随含水率的增加,土体的黏聚力增加,摩擦角减小。     

冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响

为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为-10℃,-20℃和-30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1～2次、第2～4次、第4～7次和第7～10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%～36.8%,16.8%～21.0%,2.9%～6.5%,4.0%～5.8%和1.5%～2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈...     

花岗岩全风化物及其改良土的击实试验分析

通过对全风化花岗岩素土的化学成分分析及其改良土的击实试验研究,对不同水泥(石灰、石灰+水泥)掺量情况下的击实曲线进行拟合,得到了相应的最大干密度和最优含水率,为用于武广客运专线路堤填料的全风化花岗岩的改良提供参考.     

复杂地质条件下地铁联络通道冻结工程冻土温度场变化规律

目的：揭示冻土形成与发展的过程可以为复杂地质条件下的冻结法施工提供科学依据，因此需研究冻结过程中冻土温度场的变化规律。方法：以福州地铁某江底联络通道冻结工程为例，开展土体热物理参数试验及冻结温度场试验。通过试验获得土体的导热系数、比热容、冻结温度等重要热物理参数值，以及冻结温度分别为-5℃、-10℃、-15℃和-20℃时，冻土温度场的变化规律。利用ANSYS有限元计算软件开展了冻土温度场数值计算分析，获得了不同冻结时间下，冻结温度场计算分布图、沿路径A—B的温度分布情况、有效厚度范围内冻土的平均温度等计算结果，并与工程实际测量值进行了对比分析。结果及结论：冻结温度越低，土体温度的变化速率越快；当冻结温度为-5℃、-10℃、-15℃及-20℃时，距离冷源最远处的测温孔测量得到的冻结温度稳定值分别为0.75℃、-3.00℃、-4.00℃及-7.50℃,稳定温度与相应冻结温度之间的差值分别为5.75℃、7.00℃、9.00℃以及12.50℃;该冻结工程冻土交圈时间为30 d,积极冻结时间为45 d,冻土平均温度达到了-14.80℃;计算结果与实测数据基本吻合，误差在工程允许范围之内，验证了所...     

应用摊铺机铺设水泥碎石稳定土基层的施工方案及其实施

结合福泉高速公路基层施工实例,介绍用厂拌设备、摊铺机和大型振动压路机铺设水泥碎石稳定土基层施工方案的细节及实际应用情况,通过实践得出,此方法在高速铁路路基基床部分施工中有借鉴意义.     

低液限粉土填料掺盐抑制冻胀效果研究

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明显降低,有效抑制了土体的水分冻结;Na2SO4也能降低起始冻结温度,但效果不如NaCl。(2)随着盐含量增加,土体水分迁移量减少;加入NaCl后,冻结深度减小,冻结锋面含水率降低;加入Na2SO4后冻结深度无明显改变。(3)掺盐可有效抑制土体冻胀,且冻胀量随含盐量的增加而减小,NaCl抑制土体冻胀效果强于Na2SO4。建议该地区优先掺入NaCl来抑制路基冻胀,且掺入量控制在1.5%~2%之间。     

寒区运营隧道冻害防治监测系统及应用

引起寒区冻害的因素十分复杂,隧道冻害预防与整治是一项复杂而艰巨的工作。以运营的准池铁路杀虎口隧道为工程依托,设计合理的冻害防治监测系统,通过对监测结果的分析,预测冻害的重点防治范围。研究结果表明:距洞口500 m范围内围岩有冻结可能,围岩最大冻结深度1.55 m,排水量较大区段位于下坡端进口段1 300 m范围内,因此冻害重点防治区段为进口端500 m范围内的软岩区段,预测冻害类型以衬砌渗漏水、衬砌开裂为主。     

基于随机介质理论的土体融沉预测及其参数敏感性分析

为预测人工冻结法施工引起的地表融沉,以广州某地铁为研究背景,考虑土体压力的变化,运用随机介质理论建立马蹄形水平冻结融沉计算模型,分析对地表融沉有影响的各参数的敏感性。由计算结果得出,水平冻结引起的地表竖向融沉呈正态分布,在隧道中心处达到最大值;参数敏感性分析得出各参数敏感度从大到小依次为冻结壁厚度、土体主要影响角正切值、隧道埋深、融化与压密系数;最大竖向融沉随着冻结壁厚度、土体主要影响角正切值、融化与压缩系数的增大而增大,随着隧道埋深的增大而减小。     

辽宁泥质砂岩膨胀特性及水泥改良试验研究

为充分利用具有膨胀性的泥质砂岩作为京沈(北京—沈阳)高速铁路路基填料,开展击实试验、颗粒分析试验和膨胀性试验。试验结果表明:泥质砂岩中颗粒粒径小于0. 075 mm的细颗粒占比80. 7%,细颗粒具有明显的土颗粒黏聚效应,使得泥质砂岩体现出显著的膨胀性;水泥的掺入能够有效地抑制泥质砂岩膨胀性,且能够提高其改良土的抗剪强度,最佳水泥掺量在6%左右,最大干密度和最优含水率分别为1. 673 g/cm~3,21. 2%。研究成果对辽西地区高速铁路路基填筑施工具有参考价值。     

联络通道冻结施工近隧道端土体温度场分布及管片保温措施优化

为了研究人工冻结法施工联络通道中近隧道端土体温度场的分布规律以及管片散热对土体温度场的影响,采用现场实测和数值计算的方法,对土体温度场分布、冻结壁厚度和管片保温措施进行分析。结果表明:土体温度、冻结壁扩展厚度均随深度的增加呈指数型变化,当深度大于2.2 m时冻结壁厚度和冻土温度场基本稳定;联络通道的冻结壁沿长度方向可划分为2侧交界面段与正常冻结段;冻结管间距是影响交界面段冻结壁厚度的重要因素之一,因此辅助冻结面冻结壁是联络通道施工中的主要风险点之一;管片散热对土体影响范围与冻结时间呈对数关系,随着冻结时间的延长,影响范围将逐步扩大;为保证交界面区域的冻结效果,可在钢管片内部靠近土体一侧增设5 cm夹心保温层或改良管片壁后注浆材料2种管片保温,优化后交界面靠近管片位置冻结壁厚度可提升约24%。     

粉砂改良土抗剪强度特性试验研究

通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、三轴压缩试验,对纯砂和水泥改良粉砂的强度特性进行试验研究,结果表明:该粉细砂存在一定的黏聚力,其最优水泥的掺入比为3.5%;水泥掺入对粉砂来说主要体现在c值的增长上,对φ值的影响不明显;水泥改良粉砂的强度随着龄期的延长而增加。     

钙矾石形成引起石灰改良土膨胀研究

石灰改良土中钙矾石晶体会引起土体膨胀。本文根据钙矾石的形成机理开展了室内膨胀模拟试验,确定了试验配比与环境条件,分析了钙矾石形成引起的膨胀变形随时间的变化规律。试验结果表明:在石灰改良土中钙矾石的形成引起的膨胀变形主要分为快速期、减速期以及稳定期3个阶段;钙矾石引起改良土体膨胀主要是由于石灰中的钙、土中可供反应的铝和硫酸盐发生了化学反应;黏土矿物可提供钙矾石形成所需的Al3+;在本次试验条件下生成2%的钙矾石,土体的膨胀率约为5%。     

改良粗颗粒填料在寒区高速铁路路基中的应用研究

高速铁路路基填料选用传统意义上平均冻胀率η≤1%且级配良好的非冻胀填料,目前高速铁路路基在寒季产生的实际冻胀量已超过规范规定15 mm的要求。针对寒区高速铁路路基冻胀问题,从填料改良方面开展研究,针对路基产生冻胀的主要位置,选取级配碎石为对象,以水泥、石灰、粉煤灰作为掺和料进行改良。通过室内试验,分析加入无机材料后填料渗透性和冻胀性的变化,对比加入3种掺和料的填料冻胀率,选取一种改良效果最为理想的材料,作为寒区高速铁路路基改良材料。研究结果表明:水泥、石灰以及粉煤灰的加入大幅度减少了水分从路基表面向基床内部的渗透,其中粉煤灰吸水能力较强,因此产生了较大的冻胀量,不适宜作为改良材料;水泥改良填料冻结时水分迁移量减少,冻胀量最小,说明相对石灰和粉煤灰,水泥最适合加入到级配碎石中,减小路基冻胀量。     

软岩改良土无侧限抗压强度试验研究

研究目的:无侧限抗压强度是评价改良土性能的一个关键性指标,本文对水泥改良和石灰改良的风化泥质板岩的无侧限抗压强度进行试验研究.通过试验揭示石灰改良土存在最佳掺合量的基本规律;并对水泥改良土不同的养生条件、龄期、压实度等因素对无侧限抗压强度的影响进行一系列对比分析,验证在相同压实度条件下,水泥改良土的无侧限抗压强度优于石灰改良土的无侧限抗压强度.研究结论:通过试验研究得出:水泥改良土的无侧限抗压强度随着水泥掺合量增大而增大,因水泥改良土不存在最佳水泥掺合量;用水泥来稳定软岩这种加固方法具有非常好的水稳定性,相同压实度条件下的水泥改良土无侧限抗压强度并非在最优含水率时达到最大;因此在改良土地填筑过程中要进行养护.     

干湿循环过程中粉细砂改良土路基填料试验研究

采用水泥改良细粒含量46. 53%的粉细砂,并对该粉细砂进行干湿循环试验,比较不同影响因素对改良土耐久性的影响。试验结果表明:水泥掺量11%、压实系数0. 95、含水率高于最优含水率1%时,水泥改良土无侧限抗压强度最高;在经济性和适用性方面,水泥掺量5%的粉细砂改良土优于水泥掺量8%和11%的粉细砂改良土。     

风积沙改良土路堤温度变形规律现场试验研究

新建通辽至新民北客专TLSG-3标路基工程以水泥改良风积沙作为填料,在路堤填筑过程中,路堤表层出现大量横向裂缝。为探究裂缝发生的机理并提出处置措施,在现场填筑一段试验路堤,该试验路堤总长150 m,分为5个路段,采用不同水泥、黏土掺量的风积沙改良土作为填料。通过现场试验与湿度、温度、应变监测,分析气温影响作用下不同配比风积沙改良土路堤的湿度、温度和应变变化规律。风积沙改良土路堤土体含水量总体上随着气温降低而减小,随后又随气温升高而增大,但变化幅度均不大。路堤表层土体温度受气温变化影响明显,总体上随气温变化而变化,但是具有明显的滞后性,路堤深部土体温度受气温影响相对较小。段路堤土体应变主要受土体温度变化控制,路堤表层土体应变变化较大,随土体温度下降先发生压缩变形,随后随土体温度升高,压缩变形逐渐减少,进而转为拉伸变形,路堤深部土体应变变化不大,因此路堤表层土体因温度降低发生的冷缩变形是实际工程施工时路堤浅层裂缝的主要原因;5个试验路段中,以掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙为填料的路堤应变变化幅度最小,因此,从控制路堤土体变形的角度来看,掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙配比要优于其他配比。