干湿效应作用下改良红粘土路基长期性能试验研究

为了研究改良红粘土路基的长期性能,对素红粘土、机制砂改良红粘土(掺砂比40%)、生石灰改良红粘土(掺灰比4%)3种情况分别进行了0、1、3、5次干湿循环试验研究,得到了试样CBR值与干湿循环次数的关系。试验结果表明,素红粘土的长期性能对环境中的湿度变化十分敏感,随着干湿循环次数增加,素红粘土试样CBR值呈现逐渐衰减趋势,5个干湿循环周期后,CBR衰减幅度达到40%;机制砂对红粘土的长期性能略有改善,但机制砂改良红粘土对环境中的湿度变化仍然比较敏感,5个干湿循环周期后,CBR值衰减幅度约为20%;生石灰对红粘土的长期性能稳定改善效果显著,生石灰改良红粘土对环境中的湿度变化不敏感,随着干湿循环次数增加,生石灰改良红粘土试样CBR值呈现不降反升的趋势,5个干湿循环周期后CBR上升幅度高达78%。     

干湿循环下重塑红黏土回弹模量研究

路基的回弹模量与含水率密切相关,长期的干湿循环作用必然会引起红黏土路基强度的变化。采用室内承载板法通过不同干湿循环路径下回弹模量试验,探讨红黏土回弹模量随干湿循环次数的变化规律。结果表明,重塑红黏土回弹模量值随干湿循环次数的增加而衰减,其中第一次衰减很大,其后曲线平缓,衰减较慢;压实度越大衰减幅度越大;含水率越低衰减幅度越大。不同干湿循环路径对红黏土回弹模量影响不同,同一含水率、同一压实度,经历相同的循环次数,先湿后干下回弹模量比先干后湿的要大。经过第一次干湿循环后,先干后湿下回弹模量基本都在10~15MPa范围之内,先湿后干下回弹模量基本都在15~25MPa范围之内。研究成果可为红黏土路基的长期稳定性评价提供参考。     

干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究

为了探究干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土的路用性能,通过模拟干湿循环对改性红黏土和原样红黏土对比进行了7d无侧限抗压强度试验、三轴试验及强度仪试验,结果表明:干湿循环作用下两种土体的抗压强度,抗剪强度及抗压回弹模量均呈下降趋势,改性红黏土各性能下降趋势相较原样红黏土较小,相同干湿循环次数下,改性红黏土各指标均优于原样红黏土。建议红黏土地区路基修筑掺加适量石灰粉煤灰提高路基强度、稳定性及抗变形能力。     

压实度对磷尾矿改良黏土力学性质的影响研究

为了提高磷尾矿利用率，采用磷尾矿改良黏土制备路基填料。以CBR强度为衡量指标优选配比，测试优选配比在不同压实度下的CBR值、回弹模量及水稳定性，并从材料的颗粒级配、磷尾矿微观结构分析改良黏土的强度机理。随着磷尾矿掺量增加、黏土掺量减少，改良土CBR强度先增加后降低，峰值对应的磷尾矿掺量为50%,选择其为优选配比。随着压实度的降低，优选配比的CBR强度、回弹模量及水稳定性系数均随之降低，但CBR强度和回弹模量均远高于规范要求。磷尾矿与黏土颗粒大小互补，可形成稳定的骨架密实结构。以50%掺量磷尾矿改良黏土，磷尾矿利用率高、改良土强度高，适宜作为路基填料。     

不同无机结合料改良含砂低液限黏土工程特性试验研究

低液限黏土的路用性能差,规范规定不能直接用作路基填料,需要经过改良处理后才能使用。为研究含砂低液限黏土的工程力学特性,评价含砂低液限黏土路用稳定性,在室内通过对不同石灰、水泥剂量稳定的含砂低液限黏土进行击实试验和CBR试验,研究了其击实特性和水稳定性,确定了石灰的合理掺量。结果表明,掺水泥、石灰改良含砂低液限黏土能明显提高其CBR值及水稳定性。当水泥掺量为3%时,泡水后改良土的回弹模量最小值为46 MPa。因此,当水泥掺量大于3%时,水泥改良土可用作路床及路堤填料。     

水泥或石灰改良红黏土的力学强度特性试验研究

采用水泥或石灰对江西省某高速公路红黏土进行改良,并采用击实试验、承载比（CBR）试验和无侧限抗压强度试验,研究改良红黏土的击实特性和力学强度特性。结果表明:水泥或石灰的掺量越高,改良红黏土的最大干密度和最优含水率均增大;水泥用量为10%～15%或石灰用量为5%～10%时,改良红黏土的CBR、无侧限抗压强度和回弹模量较大;尽管干湿循环对改良红黏土的强度不利,但水泥或石灰用量越高,干湿循环后的CBR和无侧限抗压强度越大。建议改良红黏土的水泥用量范围为10%～15%、石灰用量范围5%～10%。     

干湿循环下红砂岩路基填料回弹模量控制研究

经过多次干湿循环的红砂岩,其强度衰减特性十分明显,路用性能难以得到保障。该文基于室内干湿循环试验,揭示了3种红砂岩素土和不同水泥剂量改良土的强度变化规律。结果表明:红砂岩素土强度在干湿循环作用下衰减明显,回弹模量随干湿循环次数增加而减小;掺加一定量水泥可以有效遏制水活性,强度衰减幅度减小,随着水泥改良土龄期增长,第3次干湿循环后试件回弹模量缓慢回升。分析了路面与车辆的相互作用关系,根据路面的不平整度确定了车辆动态加载模型;基于动应变控制法和有限元法,针对3种不同路堤强度进行结构建模分析,得到了红砂岩改良层回弹模量和填筑深度的关系,通过幂函数拟合确定了重交通条件下满足动应变条件的改良层所需回弹模量的临界值,并于实际工程中得到验证。     

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性，研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应，并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明：1)在初始干密度一定的情况下，随掺砂比的增加，永久变形终值先减小后增大，在掺砂比为10%时达到最小值；2)在一定掺砂比下，随初始干密度的增大，最终永久变形终值也增大；3)当掺砂比和初始干密度一定时，土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上，建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型，并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明，所建模型具有较高的准确性与适用性，可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。     

全风化千枚岩、红黏土及其改良土裂隙演化规律

为了充分利用全风化千枚岩与红黏土作为路基填料，设计了红黏土与全风化千枚岩干质量比分别为0：5、1：4、2：3、3：2、4：1、5：0，石灰掺量分别为0、3%、5%和8%的组合改良方案，开展了环刀试样干湿循环试验；为了定量描述裂隙的发育状况，开发了裂隙率计算软件，提出基于AutoCAD裂隙总长度计算方法。试验结果表明：裂隙发育规律有继承性、自愈合性，膨胀裂隙与干缩裂隙并存特性；石灰掺量为0时，高红黏土掺和比（80%、100%）下混合改良土裂隙率随着干湿循环次数的增长而增长，且干湿循环次数大于5时还有增长趋势；中低红黏土掺和比（掺和比不大于60%）时，第2次干湿循环后裂隙率达到最大，然后下降或趋于稳定；石灰改良剂对裂隙发展有很强的抑制作用，当石灰掺量为3%或5%，且红黏土掺和比为40%或60%时，可以完全抑制裂隙的发育，其他红黏土掺和比下相对于纯红黏土裂隙率也有大幅降低；考虑石灰掺量、红黏土掺和比对裂隙率降低幅度的贡献，认为石灰掺量为3%、红黏土掺和比为40%或60%是裂隙控制的优化方案，不仅合理、经济，而且裂隙率为0。     

干湿循环作用下高液限粉土动态回弹模量试验研究

针对高液限粉土,采用新型试验方法进行干湿循环试验,并对干湿循环后的试验土样进行了动态回弹模量试验,探索动态回弹模量随干湿循环次数、含水率、应力状态的变化规律。研究结果表明:(1)回弹模量与围压呈正相关,与干湿循环次数、偏应力和含水率呈负相关;(2)回弹模量变化幅度随着干湿循环次数的增加而不断降低,首次降低最为明显,经历3～5次循环后衰减基本达到稳定,回弹模量衰减幅度约为63%;(3)干湿损伤对含水率变化较为敏感,随含水率增大,干湿循环损伤因子逐渐升高。此外,干湿损伤对应力状态变化规律影响较小,呈现出无序性。     

某高速公路红层泥岩路基填料改良试验研究

分别选用石灰、粉煤灰、水泥作为改良剂,对某高速公路红层泥岩填料进行改良。对改良后的15组试样进行最优含水率、CBR值、无侧限抗压强度、耐崩解性、水稳定性的测试,并作电子显微镜扫描。结果表明:粉煤灰对最优含水率影响较大,石灰次之;水泥、石灰、粉煤灰对无侧限抗压强度、耐崩解性的改善整体排序为水泥石灰粉煤灰;相同配比情况下,水泥对填料的整体改善作用最好,石灰次之,当石灰掺入比为7%时无侧限抗压强度最大,即为最优配比。     

路基石灰稳定土的强度特征与干湿循环损伤效应

为研究干湿循环作用对路基石灰稳定土填料的力学性能的影响及机理,首先开展石灰稳定土的击实试验以确定最优石灰掺量,然后对不同含量的石灰稳定土试样进行无侧限抗压强度试验,结合扫描电镜试验分析强度改性的微观机理。结果表明:石灰掺量为6 %的土样最大干密度达到峰值,密实度最优;干湿循环作用造成石灰稳定土力学特性的显著下降,随着干湿循环从零增至10次的过程中,石灰稳定土的无侧限抗压强度、弹性模量逐渐衰减,且养护28天的强度指标明显高于养护7天的试样;随着干湿循环次数增加,石灰稳定土内部孔隙的数量不断增加,尺度不断扩大;由微观图像发现石灰稳定土中的孔隙在干湿循环中逐渐扩大,密实度逐渐下降。     

蒙内铁路路基填料膨胀土改良适用性研究

新建蒙巴萨至内罗毕铁路穿越膨胀土地段累计长约95 km。膨胀土含水率发生变化时胀缩变形大，强度低，不能直接应用于工程建设。以石灰和火山灰为改良剂，对蒙内铁路相关区段和蒙巴萨铁路枢纽路基工程膨胀土填料进行改良，选择不同的改良掺配比，通过室内试验分析最佳掺配比，并对改良效果进行分析。结果表明:2%石灰+10%火山灰掺配比改良效果和经济性最好，养护时间为10~15天，此时改良膨胀土黏聚力和压缩系数达到最优，改良后的膨胀土对干湿循环造成的裂隙发育抑制作用更为明显，对水的敏感性明显降低，渗透系数变小。     

利用隧道玄武岩洞渣加工机制砂混凝土研究

依托云南省杨柳至宣威高速公路项目,通过室内正交试验,研究机制砂掺量、水胶比、粉煤灰掺量、钢渣掺量等因素对混凝土坍落度和扩展度的影响;对比分析不同阶数拟合函数的预测效果,采用三阶非线性函数建立并验证了机制砂混凝土坍落度和扩展度的预测模型.研究表明:水胶比和粉煤灰掺入量对扩展度和坍落度影响较大,钢渣影响较小;随着水胶比、粉...     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

公路高填方路基软岩填料试验研究

以某公路工程高填方路基试验段为例,采用试验研究方法,就软岩填料的矿物组成、工程性能、压缩性能和抗剪强度等进行了系列试验。研究表明：软岩填料主要由黏土矿物组成;饱水条件下的软岩软化系数要高于干湿循环作用下的软化系数;压实度为0.96时的软岩压缩系数随着干湿循环作用基本保持不变;软岩的抗剪强度在前6次干湿循环作用下减小幅度更加明显,6次以后基本趋于稳定。     

干湿循环下石灰改良膨胀土特性研究

为研究干湿循环下石灰改良膨胀土特性，进行了击实试验、自由膨胀率试验、裂隙发育试验及固结快剪试验。结果表明:随石灰含量增加改良膨胀土自由膨胀率显著降低，干湿循环条件下，石灰掺量为3 %时出现细微裂隙且表面脱落，5 %时未出现可见裂隙，表面局部脱落，7 %时未产生明显裂隙；内摩擦角和黏聚力随石灰含量增加而增大，干湿循环过程中内摩擦角基本保持不变，而黏聚力在第一次干湿循环后降低35 %，后续基本保持不变，根据现场施工和经济性，建议石灰掺量宜选5 %。     

膨胀土石灰改良路基填筑工艺与质量控制试验研究

某新建铁路运煤通道工程湖北段,膨胀土分布广泛,路基工程若采用远运合格填料直接填筑方案,工程费用昂贵,为保护环境、减少膨胀土弃方,以试验工点为依托结合室内改良土配合比试验、填筑工艺试验、质量检验等方法对膨胀土掺入石灰改良后作为路基填料展开了系统研究。结果表明:膨胀土掺入3.5%,5.0%的石灰改良后,土体力学强度及水稳定性明显提高,颗粒组成及胀缩特性大幅降低,可达到合格填料要求。采用的集中场地路拌法及相应的填筑工艺,填筑质量可满足规范要求。