新疆板块状盐渍土工程特性(英文)

采用室内颗粒分析试验、界限含水量(质量分数)试验、击实试验、强度特性试验、变形特性试验和溶胀试验分析了板块状盐渍土工程特性。分析结果表明:板块状盐渍土主要由砾类土构成,其级配因取土样位置而差异较大;塑性指数范围、最大干密度范围与最佳含水量范围分别为0.57~3.20、2.22~2.25 g.cm-3与5.7%~6.2%;天然状态下的无侧限抗压强度最大值为28.6 MPa,具有岩石的特性,属于盐岩;板块状盐渍土为低压缩性土,满足高速公路地基变形指标要求;在水、热环境的变化下,随着板块状盐渍土含盐量的增大,溶陷系数与盐胀力(量)增大,盐胀起胀温度随着硫酸钠含量的增加有较大幅度的提前;盐渍土地区公路交通荷载可抑制其盐胀,从而可以降低盐胀对工程产生的病害。     

硫酸盐渍土抗剪特性的单因素影响规律研究

硫酸盐渍土抗剪特性的研究对其工程应用有着重要的意义。采用二次回归正交试验设计方法,通过对15组试样进行剪切试验,并对试验结果进行分析,得到了硫酸盐渍土抗剪强度参数c和φ各自随含水率、含盐量和初始干密度三因素变化的计算公式,并在此基础上做了单因素作用的影响规律分析。研究表明:当控制其他2个量处于基准水平时,粘聚力c随含水率的增加先增后减,随初始干密度的增大而增大,随含盐量的增加先增后减,并在含盐量为1.54%时达到最大值;内摩擦角φ随含水率的增加而减小,随初始干密度的增大先增后减,随含盐量的增加先减后增,并在含盐量为1.66%时达到最小值。     

含硫酸盐半刚性基层材料的无侧限抗压强度试验研究

具体介绍了掺加硫酸钠的几种半刚性基层材料的选择和试件成型的方法,以及室内无侧限抗压强度试验的方法和步骤,得出了在最佳含水量下的几种含硫酸盐的半刚性基层材料无侧限抗压强度的回归方程。从试验结果可以得出掺加硫酸钠能显著增强半刚性基层材料的无侧限抗压强度,且含盐量不宜过大;在硫酸盐渍土中,在一定温度条件下,石灰含量、粉煤灰含量、初始干密度、冻融循环次数、含盐量等会对无侧限抗压强度的大小产生影响。     

盐渍土地区路基病害及防治措施

如果地表1 m内易溶盐含量超过0.3%时即属盐渍土。盐渍土常遇到的易溶盐类有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、碳酸钠、重碳酸钠,有时也可遇到不易溶解的硫酸钙和很难溶解的碳酸钙。由于土中含有易溶盐使土的物理、力学性质发生变化,引起许多路基"病害"的出现,随着土中含盐性质和含盐量的不同,盐渍土的筑路性质和路基"病害"的类型与严重程度也不同。介绍了盐渍土地区路基病害及防治措施。     

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。     

含盐施工用水对路基填料工程特性的累加效应

针对不同含盐量的砾类硫酸盐渍土, 开展了在加入不同次数、不同含盐类型的施工用水工况下的大型压缩试验、盐胀试验、溶陷试验; 试验以现场调查数据为依据, 基于现场原位土配制了加入不同含盐施工用水类型、不同加入次数的试验土样, 观测不同土样分别在400 kPa荷载条件下、单次降温条件下以及加水溶陷条件下的变形量随时间的变化特点; 分析了多次添加含盐施工用水对砾类硫酸盐渍土工程性质的影响机理。研究结果表明: 随着含盐施工用水加入次数的增加, 砾类硫酸盐渍土的压缩变形呈现先增大后逐渐稳定的趋势, 其压缩模量表现出典型的3阶段变化规律, 且这种规律与含盐施工用水的含盐类型无关; 在降温影响下, 含硫酸盐施工用水的逐渐加入使砾类硫酸盐渍土的盐胀量呈现先显著增加后趋于稳定的趋势, 盐胀量最大增加了7.9倍, 含氯盐施工用水的逐步加入使土样的盐胀量先明显降低后趋于稳定, 最终盐胀量仅为原盐渍土盐胀量的1/13, 且含盐施工用水的加入对砾类硫酸盐渍土的盐胀特性有明显累加效应; 随着含盐施工用水加入次数的增加, 土样的溶陷变形呈不断累加趋势。可见, 盐渍土地区含盐施工用水中的易溶盐即使含量较少, 但多次使用产生的累加效应明显, 亦会对路基工程特性产生较大影响, 在施工过程中需采取预防措施。      

红粘土的击实特性与力学强度特性

以击实试验研究了江西省某高速公路施工现场红粘土的击实特性,并采用承载比(CBR)试验和无侧限抗压强度试验研究了其强度特性。试验结果表明,湿法确定的最大干密度偏小、最佳含水率偏大;不同土样的击实特性存在差异;击实功越大,最大干密度越大、最佳含水率越小;含水率、压实度对红粘土强度影响较大,高于最佳含水率3%左右时红粘土强度达到最大值,强度随压实度增大而提高。     

重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性

为了研究填土在三轴浸水过程中的湿化变形规律及其细观结构演化特性,用改进的非饱和土CT-三轴仪对延安新区的重塑Q₂黄土做了3组共17个偏压固结浸水试验. 在三轴浸水过程中对试样的两个断面进行了多次CT扫描,得到了固结和湿化过程中土样的宏观变形以及土样内部细观结构演化的CT图像和相应的CT数据,基于CT数定义了土的结构性参数和结构演化变量. 研究结果表明:干密度、净围压、基质吸力和偏应力均对试样的湿化变形特性有显著影响;提高干密度可有效减小湿化变形量和降低湿剪破坏的风险（干密度1.52、1.69 g/cm3的试样浸水过程中体应变分别为–0.58%～4.66%、–0.58%～2.43%,干密度1.79 g/cm3的试样体应变为0.019%）;湿化过程中试样越来越密实,试样的CT数均增大;浸水初期,试样原有结构发生破坏,CT数变化较剧烈,均能达到总变化量的60%;同时干密度、净围压、基质吸力、偏应力及含水率对土的结构性参数和结构演化变量有显著影响. 研究成果对填土工程的设计具有重要参考价值,为建立非饱和重塑黄土的结构损伤演化方程与结构性模型提供了科学依据.      

土工标准击实试验数据的简化拟合模型及分析

用标准重型击实试验的方法,取得各种土样的击实数据,采用4次多项式数学模型拟合土样5种不同含水量与干密度之间的关系,并进一步将模型简化为3种试验数据的2次多项式模型,以此确定最佳含水量Xm和最大干密度Pm.运用上述模型计算了55组粗粒土、细粒土等土样的重型击实试验数据,并与目前工程中普遍使用的人工作图法进行比较.结果表明,模型有较高的精度,其中根据2次多项式简化模型确定的Xm和Pm不但精度较高,而且可减少约40%的试验工作量,具有较好的工程实用性.     

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.      

高速公路单点入口匝道RLRM控制方法

为缓解交通堵塞,基于人工智能的强化学习理论,提出了不完全信息下的强化学习单点入口匝道控制方法(RLRM)。基于6个仿真实例,分别计算了平均速度、平均密度、流出交通量与旅行时间,比较了无控制、定时控制与RLRM控制的控制效果。仿真结果表明:在交通量较小的实例1中,以旅行时间为评价指标,定时控制与RLRM控制的交通阻塞缓解率分别为-6.25%、-9.38%,几乎没有控制效果;在交通量变大的实例3中,以旅行时间为评价指标,定时控制与RLRM控制的交通阻塞缓解率分别为-8.19%、3.51%,匝道控制有一定效果,RLRM控制略优于定时控制;在交通量最大的实例6中,以平均速度、平均密度、流出交通量与旅行时间为评价指标,定时控制的交通阻塞缓解率分别为8.20%、0.39%、18.97%与23.99%,RLRM控制的交通阻塞缓解率分别为18.18%、3.42%、30.65%与44.41%,RLRM控制明显优于定时控制。可见,交通量越大,RLRM控制效果越明显。     

冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响

将冻结速度分别设定为3.33、1.67、1.11、0.83℃·h-1,在封闭条件下对不同含水率土样进行冻融循环,测试了不同冻结速度时土样的含水率、干密度、液塑限、抗剪强度及压缩性,分析了冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响规律.试验结果表明:经过冻融循环后,试样含水率普遍较初始含水率大,随着冻结速度的增大,含水率的增幅呈降低趋势;当含水率较低时,冻结速度对试样干密度影响较小,当含水率较高时,随着冻结速度的增大,试样干密度降低;土样液限随着冻结速度的增大呈增大趋势,塑限无明显变化;粘聚力随着冻结速度的增大总体呈增大趋势,内摩擦角随冻结速度的变化规律与试样含水率密切相关;冻融后黄土的压缩性较未冻结土样强,且随着冻结速度的增大,土样的压缩模量增大.     

纤维丝和网加筋泡沫轻质土力学特性和抗冻性

为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响，开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明：对提高抗压强度而言，设计湿密度为700 kg/m³的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%；采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400～1 000 kg/m³的泡沫轻质土进行加筋后，泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高，最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%；采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后，设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m³的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次，泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高；相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言，纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好，单一纤维网加筋方式次之，单一短纤维丝加筋方式最差；短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.     

Fe24Mn4Al5Cr合金钝化膜的电子特性研究

采用Mott-Schottky曲线测试技术研究了Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na2 SO4溶液中经15 min、1 h和5 h钝化处理后钝化膜的电子特性.研究结果表明:Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na2 SO4溶液中形成的钝化膜具有n-p型半导体特征.随着钝化时间由15 min增加至5 h,钝化膜的施主浓度ND由2.79×1021 cm-3降至1.81×1021 cm-3,受主浓度NA由2.35×1021 cm-3降至1.54×1021 cm-3,平带电位Efb由-362 mV降至-414 mV,钝化膜的致密性增加.     

高速铁路吸声声屏障插入损失影响因素的分析

在半消声室中建立直立型吸声声屏障缩尺模型,针对不同吸声材料厚度、密度及不同声屏障面板开孔率。基于德国Head公司DATa Rec4 DIC24数据采集仪和ArtemiS数据分析软件来测试声屏障的降噪效果。分别对25%,35%,45%面板开孔率和60,80,100 mm厚度及24,32,48 kg/m~3密度吸音板工况下的吸声声屏障的降噪效果进行测试和分析,从而探究高速铁路吸声声屏障各参数对插入损失的影响规律。研究结果表明:在声屏障一定高度的情况下,随着声屏障面板开孔率的增加,声屏障的降噪效果越来越显著,以此佐证增加声屏障面板开孔率有利于提高声屏障的降噪效果;同时随着芯材厚度的增加以及芯材密度的减小,声屏障的的降噪效果也越显著,以此说明提高芯材厚度以及降低芯材密度也有利于提高声屏障的降噪效果。     

粗粒硫酸盐渍土区高速铁路水泥固化级配碎石变形特性

为了探究粗粒硫酸盐渍土区高速铁路路涵、桥梁等过渡段的水泥固化级配碎石在不同工况下的变形特征及其机理，基于固化路基填料的材料特点，采用0~2.5%含盐量的级配碎石，掺加不同种类及含量的水泥，开展常温下有(无)毛细水上升的变形特性试验；针对固化路基段的基床，开展基础冻融循环模拟试验，同时结合XRD试验分析变形机理；在试验的基础上，选取典型试验材料，开展冻融循环工况下的路基-构筑物模拟试验。试验结果表明:在无毛细水上升工况中，普通水泥配制的含盐级配碎石试样产生的变形可达5%特种水泥掺配试样变形的4.2倍；在有毛细水上升工况中，普通水泥配制试样产生的变形最高可达5%特种水泥掺配试样变形的33.0倍；在不同含盐量条件下，3%~5%特种水泥固化级配碎石对相应普通水泥工况产生变形(毛细水上升导致)的最低抑制率为60%~80%；在6次基础冻融循环条件下，添加普通硅酸盐水泥试样产生的最终变形是添加特种水泥试样最终变形的16.0倍；路基-构筑物冻融循环模拟试验中特种水泥固化级配碎石的最大膨胀变形率仅为0.2%；在粗粒硫酸盐渍土地区，虽然水泥固化路基填料可以减少路基其他变形，但是对于高速铁路等对变形控制要求较严格的工程，周围介质中的盐分因素较难避免，普通水泥无法满足盐渍土地区的路基工程需求，需要采取特种水泥固化等工程措施。      

细粒土压实特性试验数据处理方法探讨

概述了细粒土压实特性的基本原理、试验方法和步骤。对最大干密度和最优含水率的确定提出了基于最小二乘法的细粒土压实特性试验数据的处理方法,并采用MATLAB进行编程计算。在此基础上,以湘潭市某城市主干道路基粉质粘土为研究对象,采用数据拟合的方法与规范法,得到了不同土样的最大干密度和最优含水率,所获结果对比分析表明:最小二乘法结合MATLAB编程不仅方法简便、结果准确,而且效率很高,是一种值得推广的方法。     

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景. 本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析. 研究结果表明:混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20% ~ 28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.      

细粒土的压实和CBR强度特性与公路潮湿粘土路基填筑控制标准研究

选择3种击实功对取自湖南省境内的3种细粒粘性土进行了击实特性和沿击实曲线的饱水与不饱水CBR强度特性试验研究.试验结果表明:细粒土的最大干密度与最优含水量与击实功的常用对数分别呈线性递增和递减关系;在最优击实含水量的湿侧,土体在不同击实功作用下的击实曲线均趋向合一,且土样的饱和度基本维持在某一定值;击实含水量较高时,重型击实功作用下土样的不饱水CBR强度反而低于采用中间和轻型击实功制备的土样的强度.这说明对于高含水量填土,应确定一个最优的击实功.沿压实曲线,土样的不饱水CBR强度随含水量的增大而单调减小,而饱水CBR强度在最优含水量的湿侧还存在一个峰值,这说明在此峰值点及其附近含水量范围内的土体其强度性质相对较为稳定,实际工程中,应尽量使潮湿粘土的碾压含水量与此峰值强度对应的含水量相一致.基于对细粒土压实特性和CBR强度特性的试验研究,结合公路工程技术标准的相关要求,提出了潮湿粘土的压实控制标准建议.     

考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究

雨天公路S型曲线超高缓和路段易形成积水,影响行车安全。以力学为基础,运用有限差分,建立了超高渐变段的水流路径长度与纵坡的关系模型;考虑车辆发生滑水的危险状态,得到水流路径控制长度。以公路单路拱S型曲线为研究对象,对3组不同车道数和7种不同纵坡工况下的±2%超高渐变段的水流路径长度进行分析。结果表明:纵坡由0.5%增加到6%,水流路径长度平均增大2.83倍,纵坡越大,水流路径越长;当纵坡大于4%时,不同车道的水流路径都超过了限定值。以水流路径长度为控制指标,给出了不同车道数S型曲线平缓超高路段最大纵坡建议值。