级配对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响

研究目的:随着高速铁路在盐渍土地区的不断发展,盐渍土的溶陷特性导致的高铁路基沉降问题越来越突出。为解决高速铁路在盐渍土地区由溶陷特性导致的路基沉降问题,本文将级配类型作为粗颗粒盐渍土溶陷特性的主要影响因素进行精细化分析,探究级配类型对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响。研究结论:(1)在硫酸钠含量相同的情况下,级配类型中粗颗粒的占比增大时,粗颗粒的骨架作用会抑制溶陷的发生,溶陷量会随之减小,在0.1%的低硫酸钠含量情况下抑制作用最明显,粗颗粒级配比细颗粒级配的溶陷系数减少了68.57%;(2)粗颗粒盐渍土的溶陷量随着硫酸钠含量的增加而增大,硫酸钠含量每增加1%,五种典型级配的溶陷系数平均增加0.01;(3)随着硫酸钠含量的增大,硫酸钠对粗颗粒盐渍土溶陷特性的影响程度减小;(4)本研究成果可为粗颗粒盐渍土地区高速铁路地基处置及路基设计提供依据和参考。     

粗颗粒盐渍土室内溶陷装置设计及试验研究

针对粗颗粒盐渍土溶陷系数的测试局限于现场浸水载荷试验,常规的室内溶陷系数测试方法不能满足试验要求的问题,介绍一种针对粗颗粒盐渍土溶陷系数的室内测试方法,克服了现有方法颗粒容积比低、受边界条件影响大的不足,并通过对室内外试验结果的对比分析,讨论粗颗粒盐渍土的溶陷特性及影响因素。研究结果表明:对于粗颗粒盐渍土,易容盐含量的提高会在一定程度上增强其溶陷特性;中溶盐的胶结作用会提高粗颗粒盐渍土的整体性及强度,但在浸水加载条件下,高中溶盐含量盐渍土的溶陷量要明显高于低中溶盐含量盐渍土;在含盐量近似的情况下构成粗颗粒盐渍土的骨架颗粒越大,盐渍土的溶陷性越弱;重塑土的压实度在一定程度上会影响室内溶陷系数测试的准确性。     

额哈铁路沿线石膏土的溶陷变形特性

通过溶滤试验研究额哈(额济纳—哈密)铁路沿线石膏土的溶陷变形特性,得到了分别采集自平地和山地的2种石膏土在不同荷载作用下的溶陷变形系数和变形稳定时间,并探讨了石膏土产生溶陷变形的原因及荷载、含盐量、颗粒级配对石膏土溶陷变形的影响。试验结果表明:石膏土中的可溶盐是石膏土产生溶陷变形的根本原因。当外荷载不变时,石膏土浸水后短时间内可产生较大变形,占到稳定变形的80%以上,其后在长期溶滤作用下仍可产生较大变形。石膏土的溶陷变形随荷载的增大而增大。随着溶滤时间的延长,可溶盐含量逐渐减少,石膏土的溶陷变形随荷载增大趋于稳定。溶陷变形的大小与石膏土的含盐量有关。在相同外荷载作用下,含盐量越高石膏土溶陷变形越大。溶陷变形的速度主要与土的颗粒级配有关。石膏土中粗颗粒含量越大其溶陷变形速度越快。     

高速铁路路基用砾类盐渍土变形特征研究

为研究砾类盐渍土构筑高速铁路路基的技术要求及变形特征,结合某高速铁路建设,开展考虑变形控制要求的盐渍土路基盐胀与溶陷系数阈值分析,在此基础上,通过溶陷与盐胀试验、现场浸水试验、冻融循环试验,研究降水及季节交替工况下砾类盐渍土路基的变形特征。结果表明:对于不同设计速度与轨道类型的路基,其盐胀与溶陷系数阈值不同;在单次降温条件,压实系数小于0.97的砾类盐渍土以"体缩"变形为主,压实系数大于0.97的砾类盐渍土盐胀变形较明显;当降雨达到年均降雨量及极端单次降雨时,砾类盐渍土路基可完成不小于65%和95%的溶陷量;在冻融循环条件下,压实系数较小的砾类盐渍土路基变形呈融沉趋势,而压实系数较大的砾类盐渍土路基变形则呈盐胀趋势。基于砾类盐渍土变形研究成果,初步提出满足溶陷与盐胀控制要求的砾类盐渍土路基设计原则。     

粗颗粒盐渍土室内盐胀系数测定方法及应用

介绍一种室内粗颗粒盐渍土盐胀系数的测试方法,并结合实际情况讨论在外界温度周期性改变的条件下,不同含水量配比的天然粗颗粒盐渍土的盐胀特性。研究结果表明:此室内试验装置能测定不同温度工况下的粗颗粒盐渍土盐胀系数,可为实际工程建设提供有效依据。试验过程中,随土体整体温度的降低,土体的胀缩速率明显加快,但最大盐胀量不因胀缩速率的改变而显著增加。天然粗颗粒盐渍土在最优含水量配比状态下较自然状态盐胀效应更为明显,盐胀敏感度显著增加。在含水量较高的状态下,天然粗颗粒盐渍土在经过多次冻融循环后土体表层出现高含水量冻土层,在升温过程中呈现表层冻土融化塌陷及局部溶陷的叠加特性。     

高铁盐渍土地区溶陷特性的预测模型及因素敏感性分析

近年来,高速铁路在西北地区建设中遇到大量的盐渍土路基,而盐渍土路基很容易发生溶陷变形,这对高速铁路的平顺性有着极为不利的影响。结合兰新铁路第二双线的盐渍土溶陷病害实例,使用改进的普通固结仪开展单因素溶陷试验,以其试验结果为基础,通过正交设计方法开展多因素交互作用下的盐渍土溶陷试验;采用SPSS软件对试验结果开展逐步回归分析,并根据分析结果中方差大小,消除不显著因素,建立溶陷系数简化预测模型,并对所得预测模型进行验证,确定影响氯盐渍土溶陷预变形的因素敏感性。研究结果表明:影响盐渍土的溶陷系数的敏感性因素由高到低排序依次为压实度,轴向压力,含盐量以及轴向压力与压实度的相互作用,影响所占比例分别为0.463,0.172,0.140,0.092。     

高速铁路路基基底盐渍土抗溶陷措施

盐渍土的溶陷变形可能造成线路不平顺性加剧,不利于高速铁路的安全运营。而水分是影响盐渍土地基溶陷的主要因素。为研究高速铁路路基基底盐渍土的抗溶陷措施,开展了不同反压护道宽度与垂直防渗深度的渗流计算。结果表明:不同工况下,体积含水率增量沿地基深度方向均呈先增大后逐渐减小趋势,孔隙水压力增量沿地基深度方向呈衰减变化;路基坡脚外增设反压护道及垂直防渗措施均可有效防止基底浅层土的体积含水率增大,路基基底的防渗效果与反压护道宽度及垂直防渗深度成正比;建议采用"3 m宽反压护道+4 m深垂直防渗"作为徳伊高速铁路路基基底盐渍土的抗溶陷措施。     

动力触探试验技术的研究与应用

本文通过对动力触探贯入破坏机理、影响因素进行观察分析和对比试验研究,得出试验N63.5-h曲线的影响因素和曲线特征,得出确定地基基本承载力,确定卵石土、圆砾土地基变形模量,以及粗颗粒土地基承载力深度修正系数的方法.其成果已纳入部颁标准,指导生产具有重要的现实意义.     

银昆高速公路湿陷性黄土地基水泥土挤密桩处理试验研究

水泥土挤密桩复合地基的承载力和浸水后的时空变形特征是高速公路湿陷性黄土地基处理的重要研究课题。以银川至昆明高速公路(G85)太阳山开发区至彭阳(宁甘界)段为研究对象,采用现场载荷试验和浸水试验为手段,研究水泥土挤密桩处理后的复合地基承载力和浸水条件下的复合地基变形。研究表明:水泥土挤密桩对黄土地基的承载力改善具有十分显著的作用,随着桩数的增加,复合地基承载力特征值和群桩效应均随之增加;不同深度处的湿陷变形速率曲线规律具有明显的一致性,土体湿陷变形呈现时间早、速度快、变形量大的特点;在浸水试验试坑竖向方向和横向方向的变形分析表明水泥土挤密桩对黄土地层的湿陷变形能够起到良好的控制作用。     

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。     

上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响

以需要采用当地粗颗粒盐渍土作为路基填料的路基工程为背景,在人工配制试验土样的基础上,选取典型粗颗粒盐渍土地区的砾砂类硫酸盐渍土,进行不同含盐量、含水率及初始干密度条件下上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响规律研究。结果表明:在上覆荷载的作用下,不同含盐量条件下砾砂类硫酸盐渍土的盐胀率均随上覆荷载的增加而降低,且降幅较大;上覆荷载对低含盐量水平的砾砂类硫酸盐渍土抑制效果好于高含盐量水平;在严格控制含水率的工况下,当上覆荷载超过24.46～38.61kPa以后,上覆荷载对盐胀的抑制作用起主导作用。在标准压实度条件下,不同含水率下50kPa上覆荷载对天然砾砂类硫酸盐渍土盐胀量的抑制作用超过85%,且在高含水率下的盐胀抑制作用较强,可明显减小随含水率增大的盐胀增长率。     

戈壁土地基的变形影响因素研究

针对兰新铁路第二双线新疆段戈壁区路基试验段工程,分析了含水率、颗粒组成、物质组成成分、含盐量4个因素对戈壁土地基的沉降影响。通过荷载-沉降曲线得出含水率对戈壁土变形的影响程度;通过分析戈壁土的颗粒组成,得出了平均粒径和不均匀系数对戈壁土地基变形的影响;采用X射线衍射法进行矿物分析得出了戈壁土的物质组成成分;通过对试验段样品易溶盐含量的分析,得出了该线盐渍土类型、含盐量随深度的分布规律和含盐量较大的戈壁土类型。试验成果为戈壁地区无砟轨道铁路路基的设计及工程实践提供了依据。     

湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制技术

郑西、西宝和大西高速铁路是我国在湿陷性黄土地区先后修建的无砟轨道高速铁路,黄土地基湿陷沉降是影响铁路安全的关键因素。结合这3条高铁路基工程,开展了物理力学试验、应力测试、桩身材料试验、现场浸水试验和沉降观测,对黄土路基地基的湿陷变形量、沉降计算影响深度、沉降计算经验修正系数、压缩模量扩大系数等进行了分析,并对适用于高速铁路的湿陷性黄土地基处理方法进行了总结,可为湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制提供参考。     

伊朗德伊高速铁路亚硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

伊朗境内德伊(德黑兰—伊斯法罕)高速铁路沿线不同类型的粗颗粒盐渍土较多。采用德黑兰天然盐渍土制备土样,保持土样的最优含水率、颗粒级配、温度等基本物理参数不变,改变含盐量进行盐胀试验,研究亚硫酸盐成分构成对土样盐胀特性的影响。试验结果表明,当含盐量从0.5%增加到4.0%时,土样的盐胀量随亚硫酸盐含量的增高而降低,含盐量越高这一趋势越明显,特别是含盐量为4.0%时,亚硫酸盐土样与纯氯化钠土样的盐胀系数接近;通过拟合分析得出盐胀系数与含盐量、温度之间的关系。     

高速铁路路基黄土填料改良后的工程特性研究

以高速铁路路基黄土填料为研究对象,制备不同水泥掺量的黄土填料试样及重塑黄土试样进行动力性质试验,并对水泥改良黄土试验路堤的稳定性进行了评价。结果表明:抗振陷能力最强时试样的水泥掺量为6%~7%,且该掺量的水泥改良黄土经1 500次振动后动弹性模量趋于稳定,阻尼比的增长幅度很小也趋于稳定;当压实系数、地基系数、动态变形模量等均满足规范要求时,水泥掺量6%~7%的改良黄土路堤在施工期及工后的沉降变形均能满足设计要求。     

柔性路堤荷载作用下的地基承载力研究

研究目的:从变形控制出发,以铁路工程为例,研究柔性路堤荷载作用下的地基承载力问题。研究结论:现行规范规定载荷试验中按沉降相对变形进行承载力特征值的取值偏于保守,往往导致地基承载力不能充分利用。为充分利用地基承载力,提出铁路路堤设计时,应根据不同的地基允许沉降标准进行地基承载力特征值的取值,可以在满足变形要求前提下,在规范基础上将承载力特征值取值适当扩大,以达到强度和变形的和谐统一。文中的结论可以为类似铁路工程提供参考。     

客运专线无碴轨道红黏土地基载荷试验研究

利用常规和非常规载荷试验,对客运专线红黏土地基的9个工点进行载荷试验,获得了这9个工点的红黏土的极限荷载及相应的沉降量、基本承载力、变形模量、基准基床系数和p-s曲线,p-t曲线,为客运专线无碴轨道红黏土地基的设计提供了设计参数。     

高速铁路路基基床表层低细颗粒含量级配碎石冻胀机理研究

在我国寒冷地区,高速铁路路基的防冻胀结构设计,是需要重点考虑的问题。在高速铁路路基的设计施工中,采取了控制细颗粒含量、设置隔水层、加强排水等一系列防冻胀措施,但铁路路基冻胀病害仍时有发生。为了掌握高速铁路路基基床表层冻胀病害特点及原因,对低细颗粒含量的级配碎石填料进行了试验研究。结果表明:随着细颗粒含量的增加,级配碎石的冻胀敏感性增加,冻胀量增大;且细颗粒含量越大,外界水分对路基填料土体的冻胀影响越大;土体的渗透系数越大,其抗冻能力越强,当渗透系数大于10~(-3)时,土体的冻胀系数小于1;通过对低细颗粒含量级配碎石冻胀机理的分析,得出粗颗粒骨架接触部位的水及粘粒颗粒是引起低细颗粒含量级配碎石冻胀的主要原因。     

连盐铁路软土区PHC桩水平承载能力研究

预应力高强混凝土(PHC)管桩对软土地基有加固作用。针对连盐线软土地区PHC管桩受水平荷载及变形性状的问题,通过现场单桩水平静载试验,得到了PHC管桩在水平荷载作用下的荷载-变形关系,进而计算出PHC管桩与钻孔灌注桩的水平承载力及地基土水平抗力比例系数(m值)。通过对比发现PHC管桩的水平承载力与钻孔灌注桩相近,而m值有较大不同。研究成果可为苏北地区其它相同地质高速铁路及准高速铁路设计提供经验。     

新型CFG桩板结构变形机理的模型试验研究

通过新型CFG桩板结构复合地基的模型试验,对天然软土地基及新型CFG桩板结构复合地基在不同等级荷载作用下的变形发展进行了较为细致的研究,提出了在荷载作用下桩板结构的变形规律以及CFG桩板结构对周围地基沉降的影响规律.试验表明,在相同基础荷载作用下,新型CFG桩板结构能有效地减小地基沉降量且对周围地基沉降的影响不明显.