炭质页岩填料利用与路堤结构设计研究

针对某公路炭质页岩填料利用与处治难题,开展炭质页岩崩解软化机理分析与路用性能试验,分析填料强度的湿化衰减特性。试验结果表明：炭质页岩的微观结构、亲水矿物、含硫矿物是造成其易崩解软化、植物难以生长的主要原因;经历2次干湿循环后炭质页岩崩解已大部完成,随着干湿循环次数的增加,炭质页岩崩解率逐渐稳定在12%左右;炭质页岩填料中石料含量对密实度的提高影响不大,但对填料承载比CBR值的提升非常显著,CBR值随含石率的增加近似呈线性增长;中风化炭质页岩填料浸水前的工程性质较好,受水浸泡6小时后填料回弹模量衰减41.5%,受水浸泡24小时后填料回弹模量衰减47.0%。并探讨公路路基炭质页岩利用部位及其典型结构形式。     

炭质页岩路堤变形特性研究

炭质页岩组成复杂且具有遇水软化崩解特性,导致其用于路基填筑材料时工程性质差和不稳定。对炭质页岩组成成分、物理力学性质、承载比等路用性能进行试验研究,通过三轴剪切排水试验模拟炭质页岩填料路堤应力——应变特性,得到炭质页岩路堤填料Dun-can-Chang模型参数。利用大型有限元计算软件ABAQUS二次开发模拟不同压实度下路堤沉降规律。研究表明:崩解稳定的炭质页岩完全可用作下路堤填料,且随着压实度的提高,路堤沉降量呈减少趋势,并与实测数据对比,两者较为吻合。     

炭质页岩崩解特性的试验研究

炭质页岩用于路基填筑前,应将其置于特定条件下进行预崩解,判定其崩解状态是确定施工工艺的关键之一。该文在宜州至河池高速公路的多个工点取新鲜炭质页岩试样及完全崩解试样进行室内试验分析,首先采用加热装置模拟日照条件及50℃烘干条件,对新鲜炭质页岩试样进行崩解试验,并对试样洒水模拟干湿循环条件;然后在试验过程中实测各个干湿循环周期条件下崩解残留物的颗粒级配情况,同时采用激光粒度仪对完全崩解试样进行粒度分析,以验证崩解试验结果;最后,引入分形理论,采用质量求解分维数方法对试验成果进行分析,由结果可知,宜州至河池高速公路沿线炭质页岩崩解基本完成时对应的分维数约为1.7,可以此作为炭质页岩预崩解完成的标志。     

龙马溪组页岩特性及用作高速公路路基填料的试验研究

对渝东南龙马溪组黑色页岩的地质构造、矿物组成、结构特征、工程特性和用作公路路基填料的适应性进行试验研究。结果表明:龙马溪组黑色页岩室内状态崩解性差，而干湿交替环境下易风化崩解破碎，不能用作过湿土路基的基底换填材料；尽管页岩大部分的物理力学指标满足现行规范对路基填料的相关要求，但其饱和单轴抗压强度不能满足路床填料的强度要求；试验路段验证结果显示岩块颗粒间黏结性差，碾压后的岩屑碎块不易固（板）结；承受路面荷载后，岩块颗粒间易发生错动，尤其是潮湿环境下，更易出现粒间错动，因此，该种页岩不能直接用作路床填料。     

炭质页岩填料路基压实工艺与质量控制技术研究

以云南墨江至临沧高速公路沿线的炭质页岩为研究对象,在掌握其路用性能的基础之上,通过试验路段研究了炭质页岩填料路基压实工艺与质量控制方法.结果表明:炭质页岩石渣具有良好的压实特性,适宜采用大吨位压路机低频弱振的方式压实,沉降法检测炭质页岩填料压实质量的规律性较好.试验确定了不同虚铺层厚条件下炭质页岩填料路堤压实工艺及其关...     

炭质泥岩路堤填料崩解性试验研究

为了研究炭质泥岩路堤填料的崩解特性,通过拟定不同的试验方案,对炭质泥岩在室内外不同环境,以及不同初始条件进行崩解试验,引入分形理论分析炭质泥岩崩解过程中颗粒的粒度变化。研究结果表明:炭质泥岩崩解是与干湿循环相关的渐进过程,在该过程中颗粒级配组成随试验的进行不断变化;炭质泥岩的崩解形式及崩解产物颗粒分布与初始状态密切相关;试验过程中,分维数随崩解颗粒级配的变化而变化,其变化速率与崩解速率一致;当分维数位于2.26~2.54时,崩解趋于完成;工程实践表明:可将分维数作为炭质泥岩崩解后是否可用于高速公路路堤填料的控制指标。     

岩质斜坡上高填方路基稳定性研究

结合工程实例,首先分析岩质斜坡上高填方路基失稳的基本类型,利用传统的稳定性计算方法确定填料及填料与斜坡地表接触带的抗剪强度参数;路基修筑完成后,在路基边坡埋设深层水平位移测试仪器对路基进行监测。根据测试结果,分析路基的变形情况,评价其稳定性。结果表明:采用传统稳定性计算法确定填料的抗剪强度参数能保证填方路基的稳定;路基边坡的深层水平位移监测可对其分析评价。     

考虑干湿循环效应红砂岩路基填料分类方法初探

考虑运营期路基湿度变化对填料性能的影响，通过干湿循环试验和承载比（CBR）试验，定义了干湿循环强度衰减指数K，结合崩解试验，提出了一种基于干湿循环强度衰减指数K和崩解特性的红砂岩填料分类方法。依托鄂西地区某高速公路工程，测试了9处不同红砂岩填料崩解性与干湿循环强度衰减指数，分析得出红砂岩填料分类指标与标准；结合干湿循环效应分类指标和规范要求的CBR值标准，明确了不同类型红砂岩填料在路基结构中的适用范围和技术要求。     

室内模拟气候条件下炭质页岩崩解试验研究

在室内模拟气候条件下炭质页岩崩解试验中,通过跟踪崩解碎屑物的颗粒级别变化,发现当崩解达到一定程度后,崩解碎屑物的颗粒级配趋于稳定,试验表明炭质页岩的崩解特性可以用分形理论来描述;通过建立炭质页岩分形质量模型,求得其崩解稳定分维数.将该成果用于炭质页岩路堤填筑施工,以减少水和空气进入造成炭质页岩软化崩解带来的路堤变形.     

砂土路基抗剪强度的试验研究

砂类土是目前较为普遍应用的一种公路路基填料。高速公路要求路基能够长期提供足够的强度和刚度来满足承载力和变形的要求,并且对各种气候条件下路基的稳定性也提出了更高的要求。通过对陕西-高速公路的砂土填料进行直剪试验得出以下结论:(1)砂土路基填料的抗剪强度在较高的密实度下有较强的水稳定性。(2)当极端暴雨条件下,砂土路基填料的含水率达到饱和含水量时,其抗剪强度将会明显的降低,这将影响到路基的强度。须做好防、排水工作来避免这种情况的发生。     

盾构渣土的绿色处理及路基填料性能研究

随着我国地铁建设,产生了巨大量的盾构渣土。目前国内多采用消纳弃置,这种处理方式会造成土地资源浪费和环境污染。研制一种专业处理盾构渣土的复合固化剂,降低含水率,改良固化土颗粒组成,降低有机物含量,提高强度及稳定性。通过系列试验,对绿色处理后的盾构渣土的无侧限抗压强度、抗剪强度、加州承载比等力学性能指标进行分析,试验证明,绿色处理后的盾构渣土具有较高的强度和较好的工程特性,可用作道路路基填料。为盾构渣土的工程再利用提供了有益的参考。     

红砂岩的崩解特性研究

针对湘耒高速公路多路段采用红砂岩填筑路基的工程实践，通过对已有工程的调查分析和大量室内外试验，提出了红砂岩路基产生沉陷病害的主要原因，并深入探讨了红砂岩的崩解性特点、规律及其用作路基填料时的性能和处理方法。     

炭质页岩边坡失稳破坏机制及处治技术研究

炭质页岩属强度低、易风化、易崩解、水理性明显的膨胀型软岩，炭质页岩边坡极易受环境影响，其稳定性下降较快。文中以湘西自治州319国道 K1564+900-K1565+000炭质页岩滑坡为工程背景，通过试验获取炭质页岩的工程性质并基于有限差分法进行数值模拟计算，分析炭质页岩边坡失稳破坏的机制，在此基础上提出相应的处治方案。     

惠罗高速风化炭质泥岩作路基填料的试验研究

以惠罗高速为依托,通过室内压实试验、崩解试验、CBR试验及现场碾压试验,对风化炭质泥岩作路基填料的路用性进行了详细研究,提出适用于依托工程路基填筑的施工工艺参数及质量控制标准。研究结果表明,风化炭质泥岩属于低液限土,但由于其吸水性较大,抵抗干湿循环及自然风化崩解能力较差,CBR值随浸水时间及干湿循环次数的增加而逐渐减小,只限于93区及以下范围内填筑;压实度、沉降差、K_(30)、E_(vd)等检测指标与碾压遍数之间呈很好的相关性,炭质泥岩路堤压实质量检测可以采用沉降差和施工工艺参数综合控制,压实度、Evd和K30由于受填料粒径影响较大,可作为辅助指标加以利用,该法可为类似软岩路基的质量控制和检测提供重要参考。     

滨海盐渍土的处治与利用

滨海地区盐渍土分布广泛,但具有溶陷、腐蚀等不良工程特性,如何将其用于滨海地区公路建设中已成为重要岩土问题之一。从滨海盐渍土的工程应用角度出发,利用石灰、水泥对其进行处治试验研究,基于处治方案对比分析对滨海路基结构进行设计。研究表明:石灰处治、石灰水泥综合处治滨海盐渍土强度和水稳性都能达到规范要求,可以用作路基填料;路基结构设计科设置防渗土工膜和碎石垫层以降低盐分和地下水对路基的影响。     

荷载与干湿循环作用下预崩解炭质泥岩抗剪强度及渗透特性

为研究预崩解炭质泥岩抗剪强度、渗透系数与竖向荷载及干湿循环的关系,研发一套可施加竖向荷载的岩土干湿循环试验装置,分别利用直剪仪、渗透仪开展预崩解炭质泥岩干湿循环后抗剪强度及渗透试验研究。结果表明:预崩解炭质泥岩的抗剪强度与法向应力呈正相关关系,随竖向荷载、循环时间的增加而增大,随循环次数的增加而降低,且抗剪强度的变化主要是由于颗粒间黏聚力的变化。渗透系数与竖向荷载及干湿循环时间呈负相关关系,而随循环次数的增加呈正相关关系,拟合预崩解炭质泥岩抗剪强度与渗透系数的幂函数关系模型,可为预崩解炭质泥岩抗剪强度、渗透特性及路堤稳定性研究提供理论依据。     

水泥改良粉细砂路基填料击实特性研究

粉细砂强度低,易液化,不能直接用作路基填料,但本着就地取材、节约成本的原则,可对粉细砂进行改良,改善其力学特性。文中以粉细砂路基通过添加水泥进行化学改良为背景,对某标段粉细砂进行颗粒分析与击实试验,试验发现添加水泥后,混合料的最大干密度下降,最优含水率小幅增加。     

红砂岩改良试验研究

红砂岩岩性特殊,不能直接用于路基填料,因此,对红砂岩的性质及水泥改良进行了试验研究。结果表明:红砂岩岩体崩解质量损失与干湿循环次数呈二次曲线关系,首次干湿循环的崩解质量损失较大,随干湿循环次数的增加质量损失逐渐趋于稳定;风化后的红砂岩作为路基填料,除满足CBR要求外,同时还应保证无侧限抗压试件遇水后具有一定的强度;风化后红砂岩的黏聚力非常小甚至为零,通过添加水泥改良,其黏聚力与内摩擦角均增大,强度得到大大提高,表明水泥改良崩解红砂岩效果好。     

干湿循环对红砂岩工程特性的影响分析

为指导红砂岩路基填筑,预防红砂岩路基病害,文中以湖南省某高速公路典型红砂岩为研究对象,采用加水、烘干的方式模拟干湿循环过程,研究了干湿循环作用下红砂岩的崩解特性;同时采用大型直剪仪进行剪切试验和压缩试验,得到干湿循环下红砂岩填料强度参数和压缩参数的变化,进而分析干湿循环对红砂岩工程特性的影响规律。     

怀芷高速公路红砂岩路基填料改良试验研究

通过对红砂岩矿物成分分析、土工试验、崩解及CBR试验，结合怀芷高速公路红砂岩路基填筑，发现红砂岩若直接填筑路基，会造成路基不均匀沉陷或塌方。为消除红砂岩作为路基填料的不良特性，采用水泥和石灰分别作为改良剂对红砂岩风化产物进行改良试验。结果表明:掺入4%的水泥可使红砂岩路基的强度达到要求。